一种低反弹的负极极片的制备方法、负极极片及电池与流程

本申请涉及电池生产，尤其涉及一种低反弹的负极极片的制备方法、负极极片及电池。

背景技术：

1、随着清洁能源与高效储能技术需求的日益增长，锂电池因高性能储能特性在电动汽车、消费电子、储能系统等领域得到广泛应用。石墨负极凭借资源丰富、价格低廉、电化学性能稳定等优势，成为当前锂电池最主流的负极材料。但在锂电池生产过程中，石墨负极极片的辊压环节存在突出的技术缺陷：传统单级辊压易造成材料内部应力集中，卸压后厚度反弹可达5%-10%，导致极片厚度不均匀；高压辊压易破坏导电网络结构，降低电子传输效率；辊压过程中的粘辊现象还会引发极片表面微裂纹，造成循环性能衰减。上述问题直接影响电池的装配精度、能量密度、循环寿命与使用安全性，因此开发低反弹的高压实负极极片制备工艺，是锂电池制造领域亟待解决的技术难题。

技术实现思路

1、本申请目的在于提供一种低反弹的负极极片的制备方法、负极极片及电池，以解决上述至少一个技术问题。

2、第一方面，本申请提供一种低反弹的负极极片的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：

3、s1、配制负极浆料，增稠剂采用高低粘度复配的羧甲基纤维素钠体系，粘结剂采用高玻璃化转变温度的改性丁苯橡胶，并向所述负极浆料中添加占负极活性物质质量0.1%-0.3%的聚氧化乙烯交联助剂；

4、s2、将所述负极浆料涂布于集流体表面后进行烘干处理，烘干采用四段梯度温控工艺，依次经80-90℃、100-110℃、115-125℃梯度升温，再经110℃恒温烘烤5-15min；烘干完成后对极片进行除湿缓慢冷却；

5、s3、辊压前对极片进行预加热处理，预热温度为30-40℃，预热时间为1-3min，使极片整体温度均匀；

6、s4、预热后的极片依次经过预压段、中压段、精压段进行梯度辊压，辊温与辊压压力逐段递增；其中预压段辊温为40℃、压力为8-12mpa，中压段辊温为50℃、压力为15-20mpa，精压段辊温为55℃、压力为2226mpa；所述精压段采用硬质工作辊搭配弹性缓冲背辊的复合轧辊结构，并配套设置辊道保压延伸段；辊压完成后极片的压实密度为1.65-1.75g/cm3。

7、优选的，在步骤s1中，所述高低粘度复配的cmc体系中，高粘度cmc与低粘度cmc的质量比为7:3；

8、所述高粘度cmc的粘度为1200-1500mpa・s，所述低粘度cmc的粘度为300-600mpa·s。

9、优选的，在步骤s1中，所述改性丁苯橡胶sbr的玻璃化转变温度为-10℃-0℃；所述cmc与所述sbr的质量比为1:(1.2-1.8)。

10、优选的，在步骤s1中，所述peo交联助剂的添加量为负极活性物质质量的0.2%；所述负极浆料的固含量为54%，浆料粘度控制为4000mpa·s。

11、优选的，在步骤s2中，所述四段梯度温控工艺的各段温度依次为85℃、105℃、120℃、110℃，其中110℃恒温烘烤的时间为5min。

12、优选的，在步骤s3中，所述辊前预热通过恒温预热通道实现，预热温度为35℃，预热时间为2min。

13、优选的，在步骤s4中，所述预压段的辊速为8-10m/min，厚度压缩率为35%-40%；所述中压段的辊速为6-8m/min，厚度压缩率为30%-35%；所述精压段的辊速为4-6m/min。

14、优选的，所述辊道保压延伸段设置于精压段的出料侧，极片经精压后进入所述保压延伸段维持压力状态，以抑制辊压后的瞬时反弹。

15、第二方面，本申请提供一种负极极片，由本申请第一方面所述的制备方法制得。

16、第三方面，本申请提供一种电池，其包含本申请第二方面所述的负极极片。

17、与现有技术相比，本申请至少包括以下技术效果：

18、1.材料体系优化：通过高低粘度复配cmc、高tg改性sbr与peo交联助剂组合，在石墨颗粒间构建致密三维交联粘结网络，从微观层面限制颗粒微滑移与重排，从本征上降低回弹的结构基础。对比传统单一粘度cmc体系，极片180°剥离强度提升至18.5n/m，涂层掉粉量降至0.08mg，粘结性能提升一倍以上，为低回弹辊压提供稳定的材料基底。

19、2.烘干工艺优化：四段梯度升温加末端恒温烘烤配合除湿缓慢冷却，实现溶剂有序挥发与涂层渐进固化，充分消除涂层固化过程中的内应力，避免极片骤冷产生微观应力裂纹，减少长期回弹的内应力来源。对比无恒温的三段烘干工艺，本工艺可将静置72h长期回弹率降低约2个百分点，回弹率稳定在2%-3%。

20、3. 辊前预热效果：30-40℃辊前预热使粘结剂体系适度软化，提升石墨颗粒与粘结剂的塑性变形能力，降低辊压过程中的应力集中。该工艺可独立贡献1.5-2.0个百分点的回弹率降幅，同时提升极片整体温度均匀性，减少局部回弹差异。

21、4.梯度辊压效果：三段温压逐段递增的梯度辊压搭配软硬复合轧辊与保压延伸段，实现极片渐进式压实与应力逐步释放，抑制高压瞬时反弹。最终极片静置24h回弹率降至2.5%，远低于传统工艺的8.2%；压实密度可达1.70g/cm3，较同材料基础值提升8%-12%；面内厚度最大偏差收窄至±1.2μm，尺寸精度显著提升。

22、5.电化学性能提升：采用本方案极片制备的电池，满充状态极片厚度膨胀率仅8.5%，低于传统工艺的11.5%；25℃下1c充放电循环300周容量保持率达92.3%，对比传统工艺的83.5%提升8.8个百分点，有效延长电池循环寿命，提升使用可靠性。

1.一种低反弹的负极极片的制备方法，其特征在于：所述制备方法包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：在步骤s1中，所述高低粘度复配的cmc体系中，高粘度cmc与低粘度cmc的质量比为7:3；

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：在步骤s1中，所述改性丁苯橡胶sbr的玻璃化转变温度为-10℃-0℃；所述cmc与所述sbr的质量比为1:(1.2-1.8)。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：在步骤s1中，所述peo交联助剂的添加量为负极活性物质质量的0.2%；所述负极浆料的固含量为54%，浆料粘度控制为4000mpa·s。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：在步骤s2中，所述四段梯度温控工艺的各段温度依次为85℃、105℃、120℃、110℃，其中110℃恒温烘烤的时间为5min。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：在步骤s3中，所述辊前预热通过恒温预热通道实现，预热温度为35℃，预热时间为2min。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：在步骤s4中，所述预压段的辊速为8-10m/min，厚度压缩率为35%-40%；所述中压段的辊速为6-8m/min，厚度压缩率为30%-35%；所述精压段的辊速为4-6m/min。

8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述辊道保压延伸段设置于精压段的出料侧，极片经精压后进入所述保压延伸段维持压力状态，以抑制辊压后的瞬时反弹。

9.一种负极极片，其特征在于：由权利要求1-8任一项所述的制备方法制得。

10.一种电池，其特征在于：包含权利要求9所述的负极极片。