一种复合电极、电极涂覆装置及电极制备方法[发明专利]

(12)发明专利申请

(10)申请公布号 CN 110379999 A(43)申请公布日 2019.10.25

(21)申请号 201910651839.4(22)申请日 2019.07.18

(71)申请人 恒大新能源科技集团有限公司

地址 518052 广东省深圳市前海深港合作

区前海一路1号A栋201室（入驻深圳市前海商务秘书有限公司）(72)发明人 吴治国　张海林　张勍　李艳　

邹美靓　(74)专利代理机构 上海天翔知识产权代理有限

公司 31224

代理人 刘常宝(51)Int.Cl.

H01M 4/04(2006.01)H01M 4/13(2010.01)H01M 4/139(2010.01)

权利要求书1页 说明书8页 附图2页

H01M 4/38(2006.01)H01M 4/583(2010.01)H01M 4/62(2006.01)H01M 10/0525(2010.01)

CN 110379999 A(54)发明名称

一种复合电极、电极涂覆装置及电极制备方法

(57)摘要

本发明提供了一种复合电极，包括相邻接的表层、过渡层和底层，所述表层厚度为0.5-30μm，所述底层厚度为50-150μm，所述过渡层厚度为2-20μm。本发明还提供了一种电极涂覆装置以及利用该装置制备复合电极的方法，该涂覆装置包括传送装置、喷涂装置和烘干装置；所述传

本发明采用湿法同步涂送装置用于传送集流体。

覆的方式制备出的复合电极具有优异的动力学性能，复合电极装配的锂离子电池，界面反应浓差极化小，有出色的功率性能，倍率充放电温升低，动力学性能优异。该方法操作简单，成本低，制作的含过渡层的复合电极具有优异的动力学性能，可以较大幅度地提升锂离子蓄电池的综合技术指标。

CN 110379999 A

权　利　要　求　书

1/1页

1.一种复合电极，其特征在于：包括相邻接的表层、过渡层和底层，所述表层厚度为0.5-30μm，所述底层厚度为50-150μm，所述过渡层厚度为2-20μm。

2.如权利要求1所述复合电极，其特征在于：所述表层原料为包含无定形碳、钛酸锂、中间相碳微球、石墨烯、碳纳米管、富勒烯中一种或者多种的导电浆料；所述底层原料为包含人造石墨、天然石墨、中间相碳微球、硅碳负极材料中一种或者多种的活性物质浆料。

3.一种电极涂覆装置，其特征在于：包括传送装置、喷涂装置和烘干装置；所述传送装置用于传送集流体；

所述喷涂装置包括第一喷涂模块和第二喷涂模块，所述第一喷涂模块位于所述第二喷涂模块的下方，所述第一喷涂模块用于喷涂底层浆料，所述第二喷涂模块用于喷涂表层浆料，所述第一喷涂模块的出料口和所述第二喷涂模块的出料口均朝向所述传送装置，以同时喷涂所述底层浆料和所述表层浆料；

所述烘干装置位于所述喷涂装置的下游，且位于所述传送装置的出料一侧。4.如权利要求3所述电极涂覆装置，其特征在于：所述第一喷涂模块的出料口和所述第二模块的出料口位于同一水平位置。

5.如权利要求3所述电极涂覆装置，其特征在于：所述喷涂装置包括上模、中模和下模，所述上模和所述中模的上部分相对设置且构成所述第二喷涂模块，所述下模和所述中模的下部分相对设置且构成所述第一喷涂模块。

6.如权利要求5所述电极涂覆装置，其特征在于：所述上模和所述中模的上部分之间的间隙距离为h1，所述下模和所述中模的下部分之间的间隙距离为h2，其中，h2＞h1。

7.如权利要求3所述电极涂覆装置，其特征在于：所述喷涂装置位于所述传送装置的进料侧。

8.如权利要求3所述电极涂覆装置，其特征在于：还包括第一泵体和第二泵体，所述第一泵体连接所述第一喷涂模块，所述第二泵体连接所述第二喷涂模块，所述第一泵体和所述第二泵体均为计量泵。

9.一种利用如权利要求3-8任一所述电极涂覆装置进行复合电极制备的方法，其特征在于包含如下步骤：

S01，所述传送装置传送所述集流体；S02，所述喷涂装置利用所述第一喷涂模块向所述集流体的第一表面喷涂底层浆料，且还同时利用所述第二喷涂模块向所述底层浆料喷涂表层浆料；

S03，所述烘干装置烘干所述集流体第一表面上的所述底层浆料和所述表层浆料。10.如权利要求9所述进行复合电极制备的方法，其特征在于：S03完成后，还包括：翻转所述集流体；

所述传送装置传送所述集流体；

所述喷涂装置利用所述第一喷涂模块向所述集流体的第二表面喷涂底层浆料，且还同时利用所述第二喷涂模块向所述底层浆料喷涂表层浆料；

所述烘干装置烘干所述集流体第二表面上的所述底层浆料和所述表层浆料。

2

CN 110379999 A

说　明　书

一种复合电极、电极涂覆装置及电极制备方法

1/8页

技术领域

[0001]本发明属于锂离子电池领域，具体涉及一种锂离子电池用复合电极以及该复合电极的涂覆装置以及应用该电极涂覆装置进行复合电极制备的方法。

背景技术

[0002]随着经济和科技的飞速发展，化石资源的消耗与日俱增，所造成的环境问题和能源危机已经成为现代社会发展的可预见的问题。在此前提下，新能源的开发已经成为全球化的大趋势，作为新能源的一种，锂离子电池在电动汽车、智能储能等领域体现出了其强大的功能。锂离子电池是一种具有高的工作电压、高比能量、长循环寿命等明显优势，也正因为具有上述无法替代的优势，锂离子电池得到了广泛的应用。[0003]随着科学技术的发展，市场以及应用需求对锂离子电池提出了更高的要求，近年来，复合电极的概念引起了广泛的关注。复合电极是指在集流体上的电极有两个涂层，通过复合涂层可以改善电极表面的电化学性能和动力学性能，对电池的容量、功率性能、循环性能和安全性能有较大的提升。目前，常使用的是方法是先在集流体上涂一层底层浆料，烘干后继续在底层浆料的表面再涂一层表层浆料，再将表层浆料烘干。但是，使用这种方法是将表涂层涂在相对粗糙和有孔隙率的底涂层上，两层之间的界面粘接效果差，易剥离，表涂层的外观也有缺陷，极大地影响了这类复合电极的性能。[0004]申请号为201611071066.5的名为《一种干法制备电池电容复合电极的方法》的中国专利中提供了一种干法制备复合电极的工艺，具体为：称取电极原料，通过挤压将原料制成干态电极膜，然后将该电极膜利用导电胶粘贴在导电涂层上，然后碾压得到复合涂层。上述技术方案尽管可行，但是干态膜容易发生龟裂，而且粘贴后导电胶会对复合电极产生无法预估的影响。

发明内容

[0005]为了解决所述现有技术的不足，本发明提供了一种具有多层活性物质层的复合电极，该复合电极具有优异的动力学性能，能答复提升锂离子电池的综合技术指标。同时，提供了一种该复合电极的涂覆装置，以及利用该装置进行涂覆的制备方法。[0006]本发明所要达到的技术效果通过以下方案实现：[0007]本发明中提供的复合电极包括相邻接的表层、过渡层和底层，所述表层厚度为0.5-30μm，所述底层厚度为50-150μm，所述过渡层厚度为2-20μm。[0008]进一步地，所述表层原料为包含无定形碳、钛酸锂、中间相碳微球、石墨烯、碳纳米管、富勒烯中一种或者多种的导电浆料；所述底层原料为包含人造石墨、天然石墨、中间相碳微球、硅碳负极材料中一种或者多种的活性物质浆料。[0009]本发明复合电极中，表层通过提供超高的离子导电功能来改善电极表面的界面反应动力学，底层为主要活性物质层，提供脱嵌锂的能力。同时，优选所使用的底涂浆料与表涂浆料粘接剂相同，粘接剂在干燥后会有比较强的分子间作用力，确保复合电极表涂层与

3

CN 110379999 A

说　明　书

2/8页

底涂层之间良好的粘接效果。同时由于是湿法同步涂覆，在溶剂逐步挥发和极片干燥过程中，底涂层和表涂层之间的浆料会有一定扩散和对流，产生一个过渡层，干燥后过渡层利用其梯度扩散效应，也可以改善表涂层与底涂层之间的界面离子扩散。所制得的复合电极，表涂层与底涂层之间界面粘接效果好，不产生剥离；同时由于中间有过渡层，在充放电过程中的离子扩散也不会有明显的界面浓度差导致的浓差极化，动力学性能优异。本发明通过将表涂层与底涂层浆料采用双层挤压式湿法涂覆，产生了过渡层，并进行一次烘干，极大的改善了两个涂层的界面粘接效果。该方法操作简单，工艺成熟，制作的含过渡层的复合电极具有优异的动力学性能，可以较大幅度地提升锂离子蓄电池的综合技术指标。[0010]本发明中还提供了一种涂覆装置，包括传送装置、喷涂装置和烘干装置；[0011]所述传送装置用于传送集流体；

[0012]所述喷涂装置包括第一喷涂模块和第二喷涂模块，所述第一喷涂模块位于所述第二喷涂模块的下方，所述第一喷涂模块用于喷涂底层浆料，所述第二喷涂模块用于喷涂表层浆料，所述第一喷涂模块的出料口和所述第二喷涂模块的出料口均朝向所述传送装置，以同时喷涂所述底层浆料和所述表层浆料；

[0013]所述烘干装置位于所述喷涂装置的下游，且位于所述传送装置的出料一侧。[0014]由此，通过设置喷涂装置和烘干装置，可以在集流体的表面同时涂覆底层浆料和表层浆料，然后再一次性烘干，这样可以简化涂布方法，而且制作的含过渡层的复合电极具有优异的动力学性能，可以较大幅度地提升锂离子蓄电池的综合技术指标。[0015]进一步地，所述第一喷涂模块的出料口和所述第二模块的出料口位于同一水平位置。

[0016]进一步地，所述喷涂装置包括上模、中模和下模，所述上模和所述中模的上部分相对设置且构成所述第二喷涂模块，所述下模和所述中模的下部分相对设置且构成所述第一喷涂模块。

[0017]进一步地，所述上模和所述中模的上部分之间的间隙距离为h1，所述下模和所述中模的下部分之间的间隙距离为h2，其中，h2＞h1。[0018]进一步地，所述喷涂装置位于所述传送装置的进料侧。[0019]进一步地，还包括第一泵体和第二泵体，所述第一泵体连接所述第一喷涂模块，所述第二泵体连接所述第二喷涂模块，所述第一泵体和所述第二泵体均为计量泵。[0020]本发明中还提供了上述利用上述涂覆装置进行电极制备的方法，具体包括如下步骤：

[0021]S01，所述传送装置传送所述集流体；[0022]S02，所述喷涂装置利用所述第一喷涂模块向所述集流体的第一表面喷涂底层浆料，且还同时利用所述第二喷涂模块向所述底层浆料喷涂表层浆料；[0023]S03，所述烘干装置烘干所述集流体第一表面上的所述底层浆料和所述表层浆料。[0024]由此，由于采用湿法同步涂覆方式，在底层浆料和表层浆料的溶剂逐步挥发和干燥过程中，底涂层和表涂层之间的浆料会有一定扩散和对流，产生一个过渡层，干燥后过渡层利用其梯度扩散效应，也可以改善表涂层与底涂层之间的界面离子扩散。所制得的复合电极，表涂层与底涂层之间界面粘接效果好，不易产生剥离；同时由于中间有过渡层，在充放电过程中的离子扩散也不会有明显的界面浓度差导致的浓差极化，动力学性能优异。而

4

CN 110379999 A

说　明　书

3/8页

且该方法操作简单，工艺成熟，制作的含过渡层的复合电极具有优异的动力学性能，可以较大幅度地提升锂离子蓄电池的综合技术指标。[0025]进一步地，S03完成后，还包括：[0026]翻转所述集流体；

[0027]所述传送装置传送所述集流体；

[0028]所述喷涂装置利用所述第一喷涂模块向所述集流体的第二表面喷涂底层浆料，且还同时利用所述第二喷涂模块向所述底层浆料喷涂表层浆料；

[0029]所述烘干装置烘干所述集流体第二表面上的所述底层浆料和所述表层浆料。[0030]本发明的技术方案具有如下优点：[0031]1、本发明采用湿法同步涂覆的方式制备出的复合电极具有优异的动力学性能，复合电极装配的锂离子电池，界面反应浓差极化小，有出色的功率性能，倍率充放电温升低，动力学性能优异。该方法操作简单，成本低，制作的含过渡层的复合电极具有优异的动力学性能，可以较大幅度地提升锂离子蓄电池的综合技术指标；[0032]2、本发明中的电极涂覆装置可以在集流体的表面同时涂覆底层浆料和表层浆料，然后再一次性烘干，这样可以简化涂布方法，而且制作的含过渡层的复合电极具有优异的动力学性能，可以较大幅度地提升锂离子蓄电池的综合技术指标；[0033]3、本发明中的电极涂覆方法简单易行，适合大规模量化生产。附图说明

[0034]图1为本发明中提供的复合电极涂覆设备的结构示意图；[0035]图2为本发明中所制备得到的复合电极的结构示意图；

[0036]图3为采用本发明实施例的复合电极制备方法所制备得到的复合电极与未使用该方法所制备得到的复合电极的电阻率值对比图；

[0037]图4为采用本发明实施例的复合电极制备方法所制备得到的复合电极与未使用该方法所制备得到的复合电极应用于电池后所进行的电池直流电阻值对比图；[0038]附图标记说明如下：[0039]涂布设备100；[0040]传送装置10；[0041]喷涂装置20；第一喷涂模块21；第二喷涂模块22；第一出料口23；上模24；中模25；下模26；第二出料口27；[0042]第一泵体30；第二泵体40；烘干装置50；底层浆料60；表层浆料70；[0043]复合电极200；集流体210；底涂层220；表涂层230；过渡层240。具体实施方式

[0044]下面结合附图和实施例对本发明进行详细的说明。

[0045]如附图1所示为本发明提供的实施例中进行复合电极制备的涂布设备100，改涂布设备100用于在集流体210表面进行活性浆料的涂布。

[0046]本发明实施例中所提供的复合电极结构如附图2所示，包括相邻接的表涂层230、过渡层240和底涂层220，表涂层厚度为0.5-30μm，底涂层厚度为50-150μm，过渡层厚度为2-5

CN 110379999 A

说　明　书

4/8页

20μm。表层原料为包含无定形碳、钛酸锂、中间相碳微球、石墨烯、碳纳米管、富勒烯中一种或者多种的导电浆料；底层原料为包含人造石墨、天然石墨、中间相碳微球、硅碳负极材料中一种或者多种的活性物质浆料。[0047]如附图1所示，根据本发明实施例的涂布设备100包括：传送装置10、喷涂装置20和烘干装置50，传送装置10用于传送集流体210，其中，传送装置10可以包括驱动件和传送辊，驱动件驱动传送辊转动，驱动件可以为电机，传送辊在电机的作用下牵引集流体210，集流体210的表面可以贴设在传送辊的表面，例如，集流体210的第一表面朝上时，集流体210的第二表面可以贴设在传送辊的表面。

[0048]喷涂装置20包括第一喷涂模块21和第二喷涂模块22，第一喷涂模块21位于第二喷涂模块22的下方，第一喷涂模块21用于喷涂底层浆料60，第二喷涂模块22用于喷涂表层浆料70，第一喷涂模块21的第一出料口23和第二喷涂模块22的第二出料口27均朝向传送装置10，以同时喷涂底层浆料60和表层浆料70。即，第一喷涂模块21的第一出料口23和第二喷涂模块22的第二出料口27均朝向传送装置10所送出的集流体210，以便能够同时喷涂底层浆料60和表层浆料70。需要说明的是，底层浆料60指的是涂覆在集流体210表面的第一层浆料，在此基础上，再次涂覆的浆料为表层浆料70，表层浆料70可以为一层，也可以为多层。通过将第一喷涂模块21设置在第二喷涂模块22的下方，以便第一喷涂模块21喷涂底层浆料60，以及以便第二喷涂模块22喷涂表层浆料70。[0049]烘干装置50位于喷涂装置20的下游，而且烘干装置50位于传送装置10的出料一侧。即，喷涂装置20位于烘干装置50的上游，这样集流体210上喷涂完底层浆料60和表层浆料70之后，再利用烘干装置50一次烘干，得到集流体210上的底涂层220和表涂层230。传送装置10分为进料一侧和出料一侧，具体地，如图1所示，传送辊顺时针转动，辊子的左侧即为进料一侧，辊子的右侧即为出料一侧，通过将烘干装置50设置在出料一侧，可以方便烘干装置50进行烘干操作，而且也方便喷涂装置20的布置，例如，喷涂装置20可以设置在辊子的进料一侧。

[0050]在底层浆料60和表层浆料70逐步挥发和干燥过程中，底层浆料60和表层浆料70会有一定扩散和对流，产生一个过渡层240，即图2所示的过渡层240，干燥后过渡层240利用其梯度扩散效应，也可以改善表涂层230与底涂层220之间的界面离子扩散，两层浆料之间的粘接剂也会发生分子间作用力而结合在一起，这样所制得的复合电极200，表涂层230与底涂层220之间界面粘接效果好，不易产生剥离。[0051]由于中间有过渡层240，在充放电过程中的离子扩散也不会有明显的界面浓度差导致的浓差极化，动力学性能优异。由此，复合电极200装配的锂离子电池，界面反应浓差极化小，有出色的功率性能，倍率充放电温升低，动力学性能优异。而且，使用上述设备制作的复合电极200的电阻低。[0052]由此，通过设置喷涂装置20和烘干装置50，可以在集流体210的表面同时涂覆底层浆料60和表层浆料70，然后再一次性烘干，这样可以简化涂布方法，而且制作的含过渡层240的复合电极200具有优异的动力学性能，可以较大幅度地提升锂离子蓄电池的综合技术指标。

[0053]根据本发明的一个可选实施例，如附图1所示，第一喷涂模块21的第一出料口23和第二喷涂模块22的第二出料口27位于同一水平线处。如此设置的第一喷涂模块21和第二喷

6

CN 110379999 A

说　明　书

5/8页

涂模块22可以方便其同时喷涂底层浆料60和表层浆料70，从而可以进一步地有利于浆料内的溶剂挥发和扩散，进而能够使得表涂层230和底涂层220粘接效果好，不易产生剥离。[0054]具体地，如图1所示，喷涂装置20包括：上模24、中模25和下模26，上模24和中模25的上部分相对设置且构成第二喷涂模块22，下模26和中模25的下部分相对设置且构成第一喷涂模块21。也就是说，喷涂装置20至少需要包括三个部分，即上模24、中模25和下模26，三个部分再分别对应形成两个喷涂模块，即第一喷涂模块21和第二喷涂模块22，如此设置的喷涂装置20可以将第一喷涂模块21和第二喷涂模块22合理地结合在一起，从而可以使得喷涂装置20结构简单可靠，可以同时喷涂两种不同的浆料，而且可以使得两种浆料更好在集流体210表面形成涂层。[0055]可选地，上模24和中模25的上部分之间的间隙距离为h1，下模26和中模25的下部分之间的间隙距离为h2，其中，h2＞h1。需要说明的是，底层浆料60的喷涂厚度远大于表层浆料70的喷涂厚度，通过合理设置第一喷涂模块21和第二喷涂模块22的间隙距离，可以便于第一喷涂模块21在同样的时间内喷涂出更多的底层浆料60，从而形成对应厚度的涂层。如此设置的喷涂装置20可以有利于复合电极200的成型，而且可以提升复合电极200的结构稳定性。

[0056]其中，如图1所示，涂布设备100还可以包括第一泵体30和第二泵体40，第一泵体30连接第一喷涂模块21，第二泵体40连接第二喷涂模块22，第一泵体30和第二泵体40均为计量泵。计量泵是一种可以满足各种严格的工艺流程需要，流量可以在0-100％范围内无级调节，用来输送液体(特别是腐蚀性液体)的一种特殊容积泵。通过分别设置第一泵体30和第二泵体40，可以分别以不同的速度向第一喷涂模块21和第二喷涂模块22输送浆料，例如，在工作时，第一泵体30的输送浆料的速度可以大于第二泵体40的输送速度，这样可以同时满足底层浆料60的输送量要求和表层浆料70的输送量要求，从而可以制作出符合要求的复合电极200。第一泵体30可以对应连接有第一供应装置(图未示出)，第一供应装置用于存储和供应底层浆料60，第二泵体40可以对应连接有第二供应装置(图未示出)，第二供应装置用于存储和供应表层浆料70。[0057]利用上述电极涂覆装置进行复合电极制备的方法主要包括如下步骤：[0058]S01，传送装置10传送集流体210，传送辊牵引集流体210，传送辊可以保证集流体210的传送平顺性。[0059]S02，喷涂装置20利用第一喷涂模块21向传送装置10上的集流体210的第一表面喷涂底层浆料60，且还同时利用第二喷涂模块22向底层浆料60喷涂表层浆料70。也就是说，喷涂装置20利用两个喷涂模块同时向集流体210喷涂底层浆料60和表层浆料70，然后在集流体210表面形成底涂层220和表涂层230，这样可以有效简化喷涂步骤，而且两个喷涂模块之间无需增加烘干装置50。[0060]在此步骤中，第一喷涂模块21喷涂出厚度为d1的底层浆料60，第二喷涂模块22喷涂出厚度小于d1且为d2的表层浆料70。需要说明的是，底层浆料60的喷涂厚度远大于表层浆料70的喷涂厚度，如此形成的复合电极200结构稳定，动力学性能优异。[0061]进一步地，设定第一喷涂模块21的喷涂速度大于第二喷涂模块22的喷涂速度。其中，第一泵体30与第一喷涂模块21相连接，第二泵体40与第二喷涂模块22相连接，第一泵体30的输送浆料的速度可以大于第二泵体40的输送速度，这样可以同时满足底层浆料60的输

7

CN 110379999 A

说　明　书

6/8页

送量要求和表层浆料70的输送量要求，可以使得底层浆料60喷涂厚度大，以及使得表层浆料70喷涂厚度小，从而可以制作出符合要求的复合电极200。[0062]其中，第一喷涂模块21喷涂出厚度为50-150μm的底层浆料60，第二喷涂模块22喷涂出厚度为0.5-30μm的表层浆料70。例如，第一喷涂模块21可以喷涂出厚度为60-63μm的底层浆料60，第二喷涂模块22可以喷涂出厚度为4-7μm的表层浆料70；又如，第一喷涂模块21可以喷涂出厚度为65-68μm的底层浆料60，第二喷涂模块22可以喷涂出厚度为5-7μm的表层浆料70。通过喷涂出合理厚度的底层浆料60和表层浆料70，可以使得制作出的复合电极200结构稳定，动力学性能优异。[0063]进一步地，底层浆料60和表层浆料70优选具有相同的粘接剂。例如，底层浆料60和表层浆料70均可以包括：CMC(Carboxymethyl，Cellulose Sodium,Sodium salt of Caboxy Methyl Cellulose-羧甲基纤维素钠)和SBR(Styrene Butadiene Rubber-丁苯橡胶)。由于底层浆料60和表层浆料70的具有相同的粘接剂，可以进一步地提升底涂层220和表涂层230的粘接效果，可以使得两个涂层更加不易产生剥离。[00]S03，烘干装置50烘干集流体210第一表面上的底层浆料60和表层浆料70。在烘干过程中，底层浆料60和表层浆料70会有一定的扩散和对流，产生一个过渡层240，干燥后过渡层240利用其梯度扩散效应，也可以改善表涂层230与底涂层220之间的界面离子扩散。[0065]由此，由于采用湿法同步涂覆方式，在底层浆料60和表层浆料70的溶剂逐步挥发和干燥过程中，底涂层220和表涂层230之间的浆料会有一定扩散和对流，产生一个过渡层240，干燥后过渡层240利用其梯度扩散效应，也可以改善表涂层230与底涂层220之间的界面离子扩散。所制得的复合电极200，表涂层230与底涂层220之间界面粘接效果好，不易产生剥离；同时由于中间有过渡层240，在充放电过程中的离子扩散也不会有明显的界面浓度差导致的浓差极化，动力学性能优异。而且该方法操作简单，工艺成熟，制作的含过渡层240的复合电极200具有优异的动力学性能，可以较大幅度地提升锂离子蓄电池的综合技术指标。

[0066]如图3所示，通过对比采用上述湿法同步涂覆方法的复合电极200和采用非同步涂覆的复合电极，可以发现，采用上述方法的复合电极200的电阻值远低于未采用非同步涂覆的复合电极的电阻值，也就是说，采用上述湿法同步涂覆方法的复合电极200的电阻值较低，从而可以使得复合电极200具有优异性能。[0067]如图4所示，通过对比采用上述湿法同步涂覆方法的复合电极200和采用非同步涂覆的复合电极，可以发现，在电池充放电的过程中，采用上述湿法同步涂覆方法的复合电极200的直流电阻值小于采用非同步涂覆的复合电极的直流电阻值，其可以提升电池的充放电性能。

[0068]进一步地，涂布制备工艺还可以包括以下步骤：[0069]S4，翻转集流体210，即将集流体210整体翻面，例如，在集流体210的第一表面朝向喷涂装置20且喷涂底层浆料60和表层浆料70之后，将集流体210的第二表面朝向喷涂装置20，这样可以方便喷涂装置20对集流体210的第二表面进行喷涂。集流体210的第一表面和第二表面为两个相对的表面。[0070]S5，传送装置10传送集流体210，该步骤同上述的步骤S1相同，传送装置10中的辊子牵引集流体210。

8

CN 110379999 A[0071]

说　明　书

7/8页

S6，喷涂装置20利用第一喷涂模块21向传送装置10上的集流体210的第二表面喷

涂底层浆料60，且还同时利用第二喷涂模块22向底层浆料60喷涂表层浆料70。该步骤同上述的步骤S2相同，仅是喷涂表面由第一表面换成了第二表面，其他要求均可以保持相同。该步骤可以使得集流体210的第二表面喷涂有底层浆料60和表层浆料70，而且底层浆料60和表层浆料70会产生扩散和对流，形成过渡层240，提升复合电极200的动力学性能。[0072]S7，烘干装置50烘干集流体210第二表面上的底层浆料60和表层浆料70。该步骤同上述的步骤S3相同，该步骤可以使得底层浆料60和表层浆料70之间产生一个过渡层240，干燥后过渡层240利用其梯度扩散效应，也可以改善表涂层230与底涂层220之间的界面离子扩散。由此，涂布设备100可以在喷涂完集流体210的第一表面后，再次喷涂集流体210的第二表面，这样通过同样的涂覆方式完成集流体210双面涂布后，所制得的复合电极200的电阻，远小于原来的分别底涂烘干后再表涂的电极，其具有优异的充放电性能。[0073]下面再提供两个具体实施例进行描述。[0074]根据本发明的一个可选实施例，表涂层230使用软碳浆料，底涂层220使用人造石墨，主要用于改善锂离子电池的快充性能。取平均粒径为4μm的软碳材料，配方质量比如下：软碳:导电碳黑:VGCF(Vapor-grown carbon fiber-气相生长炭纤维):CMC:SBR＝94.3％:2.0％:0.5％:1.2％:2.0％，制得固含量为42％的软碳表层浆料70。取平均粒径为10um的人造石墨，配方质量比如下：人造石墨:导电碳黑:CMC:SBR＝95.5％:1.0％:1.5％:2.0％，制得固含量为46％的人造石墨底层浆料60。表层浆料70通过第二泵体40打入第二喷涂模块22中，底层浆料60通过第一泵体30打入第一喷涂模块21。[0075]通过第一喷涂模块21和第二喷涂模块22的喷涂，人造石墨底层浆料60与软碳表层浆料70同时转移到集流体210上，再送入烘干装置50去除浆料中的溶剂。表涂层230的面密度为5g/m2，底涂层220的面密度为102g/m2。由于是湿法同步涂覆，在溶剂逐步挥发和干燥过程中，底层浆料60和表层浆料70之间的浆料会有一定扩散和对流，产生一个过渡层240，干燥后过渡层240利用其梯度扩散效应，也可以改善充放电时表涂层230与底涂层220之间的界面离子扩散。所制得的复合电极200，表涂层230与底涂层220之间界面粘接效果好，不易产生剥离，表涂层230厚度在4-7um，底涂层220厚度在60-63μm。同时由于中间有过渡层240，厚度约为3μm，由于过渡层240的存在，在充放电过程中的离子扩散也不会有明显的界面浓度差导致的浓差极化，动力学性能优异。通过同样的涂覆方式完成集流体210双面涂布后，所制得的复合电极200的电阻，远小于原来的分别底涂烘干后再表涂的复合电极电阻；具有优异的充放电性能。

[0076]根据本发明的另一个可选实施例，本实施例表涂层230使用中间相碳微球浆料，底涂层220使用硅碳，主要用于改善锂离子电池的循环性能。取平均粒径为8μm的碳微球材料，配方质量比如下：碳微球:导电碳黑:CMC:SBR＝96.0％:1.0％:1.2％:1.8％，制得固含量为45％的碳微球表层浆料70。取平均粒径为16um的硅碳复合材料，活性物质中含有10％的硅碳，配方质量比如下：复合硅碳:导电碳黑:CMC:SBR＝95.0％:1.0％:1.5％:2.5％，制得固含量为44％的复合硅碳底层浆料60。表层浆料70通过第二泵体40打入第二喷涂模块22中，底层浆料60通过第一泵体30打入第一喷涂模块21。

[0077]通过第一喷涂模块21和第二喷涂模块22的喷涂，人造石墨底层浆料60与软碳表层浆料70同时转移到集流体210上，再送入烘干装置50去除浆料中的溶剂。表涂层230的面密

9

CN 110379999 A

说　明　书

8/8页

度为5g/m2，底涂层220的面密度为96g/m2。由于是湿法同步涂覆，在溶剂逐步挥发和干燥过程中，底层浆料60和表层浆料70之间的浆料会有一定扩散和对流，产生一个过渡层240，干燥后过渡层240利用其梯度扩散效应，也可以改善充放电时表涂层230与底涂层220之间的界面离子扩散，并且能够较好的吸收底涂层220产生的膨胀。所制得的复合电极200，表涂层230与底涂层220之间界面粘接效果好，不易产生剥离，表涂层230厚度在5-7μm，底涂层220厚度在65-68μm。同时由于中间有过渡层240，厚度约为3μm，由于过渡层240的存在，在充放电过程中的离子扩散也不会有明显的界面浓度差导致的浓差极化，动力学性能优异。通过同样的涂覆方式完成集流体210双面涂布后，所制得的复合电极200的电阻，远小于原来的分别底涂烘干后再表涂的电极；具有优异的充放电性能。碳微球表涂层230拥有较小的膨胀以及过渡层240的存在，可以较好的吸收底涂层220的膨胀，改善电池的循环性能。[0078]最后需要说明的是，以上实施例仅用以说明本发明实施例的技术方案而非对其进行，尽管参照较佳实施例对本发明实施例进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解依然可以对本发明实施例的技术方案进行修改或者等同替换，而这些修改或者等同替换亦不能使修改后的技术方案脱离本发明实施例技术方案的范围。

10

CN 110379999 A

说　明　书　附　图

1/2页

图1

图2

11

CN 110379999 A

说　明　书　附　图

2/2页

图3

图4

12