磷酸铁锂用的安全导电液及其制备方法技术

本发明专利技术公开了磷酸铁锂用的安全性导电液及其制备方法。本发明专利技术导电液由空心碳球、正热敏高分子材料、高分子聚合物混合体、粘结剂和溶剂组成，本发明专利技术的优点是：用于锂离子电池过流防护，通过引入具有自增强作用的高分子聚合物体系做基材，特殊结构的导电粒子和填料，对提高导电液在材料中的界面相容性、导电性具有较好作用，同时具有室温电阻率低、载荷能力高，耐电压能力高，耐电流冲击性能优异的特性，且电池温度过高时，电阻急剧增大，使电池短路，增大电池的安全性能。

【技术实现步骤摘要】
磷酸铁锂用的安全导电液及其制备方法
本专利技术涉及锂离子二次电池
，具体涉及磷酸铁锂电池用安全导电液及其制备方法。
技术介绍
：锂离子二次电池作为一种新型高能二次电源，以其能量密度高、循环寿命长、环境友好型等优点而受到人们的青睐，而锂离子电池安全性能是决定电池能否推广应用的关键所在。目前锂电池主要存在以下安全隐患：电池内部短路、外部短路以及过充过放引起的金属锂析出，均会导致电池燃烧。其中金属锂析出是影响锂电池安全性能的最重要因素，锂电池在大倍率充放电条件下负极材料表面易出现析锂现象，致使容纳锂离子的空间不足，锂离子在负极表面堆积形成枝晶，刺破隔膜从而造成锂电池短路，降低电池的安全性。为克服金属锂析出所采取的的措施主要包括负极材料适度过量、使用陶瓷隔膜或功能性电解液等。上述方法虽能在一定程度上提高锂电池的安全性能，但是效果不明显，没有从工艺本身解决锂电池的安全性能。而配置安全性导电液，在合浆工艺过程中添加到正极浆料中，可以提高锂电池的安全性能，目前国内外对此研究较少，且其存在效果不明显或过程复杂，影响产品的推广应用，比如专利（专利号：CN102176359A）提供了圆环状正温度系数热敏电阻器及其用途，其材料通过耐高电压提高于二次圆柱锂离子电池过流防护，其材料为粉体，难以在生产中推广。
技术实现思路
针对以上锂离子电池安全性能存在的不足及其工艺复杂，难以推广的问题，本专利技术目的是提供一种安全性能高、工艺简单、易推广应用的磷酸铁锂用的安全导电液及其制备方法，以提高电池的安全性能。本专利技术的技术方案是通过以下方式实现的：磷酸铁锂用的安全导电液，由空心碳球、正热敏高分子材料、填充材料混合体、粘结剂和溶剂组成，组成成分的重量比为：空心碳球:正热敏高分子材料:高分子聚合物混合体：粘结剂：溶剂=（10～100）:（1～10）:（1～10）：（1～10）：100。所述的正热敏高分子材料为两种聚乙烯的混合体，第一种聚乙烯为重均分子量为10万～30万的聚乙烯，第二种聚乙烯为重均分子量为100万～400万的超高分子量聚乙烯；所述两种聚乙烯的热变形温度均大于80℃，第一种聚合物的屈服强度为15～25Mpa，第二种聚合物的屈服强度不小于35Mpa；其重量比为：第一种：第二种=（1～5）：（1～5）。所述的填充材料混合体是由导电高分子和无机材料组成，其中：导电高分子材料为聚苯胺、聚噻吩、聚吡咯中的一种，无极填充材料为纳米或微米级碳酸钙、纳米或微米级氢氧化镁中的一种，其重量比为：导电高分子：无机材料=（（1～5）：（1～5）；粘结剂为LA132、LA133、LA135中的一种溶剂为二次蒸馏水。其制备方法如下：1）、配置A溶液：称取（1～5）份第一种聚乙烯、（1～5）份第二种聚（1～5）无机填充材料，50份二次蒸馏水混合均匀，再添加（1～5）导电高分子材料，得到溶液A；2）、配置B溶液：称取（10～100）份空心碳球添加到（1～10）粘结剂中，空心碳球的直径为300～800nm，壁厚为50～200nm；并采用超声波分散均匀，得到溶液B；其空心碳球的：3）、将溶液B添加到溶液A中，缓缓搅拌后，添加50份二次蒸馏水调节粘度得到安全性复合导电液。本专利技术的有益效果：1、添加空心碳球，以其具有较大的比表面积和导电性，添加到电池里面可以提高锂离子的传输速率和材料的吸液保液能力，从而提高电池倍率、循环等电化学性能。2、添加正热敏高分子材料和填料，具有室温电导率高，高温(≥120℃)电阻时正热敏材料膨胀及其无机填料分解，造成电池断路，提高电池的安全性能。3、添加导电高分子材料，其在常温下具有较高的电导率和锂离子传输率，高温或高压下电阻急剧增大，提高电池的安全性能。具体实施方式实施例1：1、配置A溶液：称取20克第一种聚乙烯、20克第二种聚乙烯、20克碳酸钙无机填充材料，500g二次蒸馏水混合均匀，再添加20克导聚苯胺材料，混合均匀后得到A溶液；2、配置B溶液：称取500克空心碳球（500nm，壁厚为100nm）添加到50gLA132粘结剂中，并采用超声波分散均匀，得到B溶液；3、将溶液B添加到溶液A中，缓缓搅拌后2小时，之后添加500g二次蒸馏水调节粘度到1000mpa.s最后得到安全性复合导电液。实施例21、配置A溶液：称取10克第一种聚乙烯、10克第二种聚乙烯、10克氢氧化镁无机填充材料，500g二次蒸馏水混合均匀，再添加10克聚材料，混合均匀后得到溶液A；2、配置B溶液：称取100克空心碳球（300nm，壁厚为50nm）添加到10克LA133粘结剂中，并采用超声波分散均匀，得到B溶液；3、将B溶液添加到A溶液中，缓缓搅拌后3小时，之后添加500g二次蒸馏水调节粘度到500mpa.s最后得到安全性复合导电液。实施例3：1、配置A溶液：称取50克第一种聚乙烯、50克第二种聚乙烯、50克氢氧化镁无机填充材料，500g二次蒸馏水混合均匀，再添加50克聚吡咯材料，混合均匀后得到A溶液；2、配置B溶液：称取1000克空心碳球（800nm，壁厚为200nm）添加到100克LA135粘结剂中，并采用超声波分散均匀，得到B溶液；3、将B溶液添加到A溶液中，缓缓搅拌后3小时，之后添加500g二次蒸馏水调节粘度到2000mpa.s最后得到安全性复合导电液。本文档来自技高网...

【技术保护点】
磷酸铁锂用的安全导电液，由空心碳球、正热敏高分子材料、填充材料混合体、粘结剂和溶剂组成，其特征在于：组成成分的重量比为：空心碳球:正热敏高分子材料:高分子聚合物混合体：粘结剂：溶剂=（10～100）:（1～10）:（1～10）：（1～10）：100。

【技术特征摘要】
1.磷酸铁锂用的安全导电液的制备方法，由空心碳球、正热敏高分子材料、高分子聚合物混合体、粘结剂和溶剂组成，组成成分的重量比为：空心碳球:正热敏高分子材料:高分子聚合物混合体：粘结剂：溶剂=（10～100）:（1～10）:（1～10）：（1～10）：100；所述的正热敏高分子材料为两种聚乙烯的混合体，第一种聚乙烯为重均分子量为10万～30万的聚乙烯，第二种聚乙烯为重均分子量为100万～400万的超高分子量聚乙烯；所述两种聚乙烯的热变形温度均大于80℃，第一种聚合物的屈服强度为15～25Mpa，第二种聚合物的屈服强度不小于35Mpa；其重量比为：第一种聚乙烯：第二种聚乙烯=（1～5）：（1～5）；所述的高分子聚合物混合体是由导电高分子和无机材料组成，其中：导电高分子材料为...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁建民，
申请(专利权)人：江苏乐能电池股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32