阳极浆料用悬浮剂、阳极片以及储能装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种阳极浆料用悬浮剂、阳极片以及储能装置。所述阳极浆料用悬浮剂的结构式由含碳主链以及侧链组成，所述侧链包括第一侧链R1以及第二侧链R2。所述第一侧链R1为含有‑R11‑CONH2的侧链，R11选自C1～C5的亚烷基中的一种。所述第二侧链R2为含有‑(C＝O)OR21或‑O(C＝O)R22的侧链，R21、R22各自独立地选自取代或未取代的C4～C8的烷基、取代或未取代的C4～C8的烯基、取代或未取代的C4～C8的炔基、取代或未取代的C4～C8的烷氧基中的一种。取代基选自卤素中的一种或几种。本发明专利技术的阳极浆料用悬浮剂可在显著提升阳极浆料涂布速度的同时，保障阳极膜片无干燥开裂的现象，提升阳极片的涂布加工产率和优率，进而显著提升储能装置的产能。

Suspending agent, anode sheet and energy storage device for anode slurry

The invention provides a suspending agent, an anode sheet and an energy storage device for anode slurry. The structure formula of the suspension agent for anode slurry is composed of a carbon-containing main chain and a side chain, which comprises a first side chain R1 and a second side chain R2. The first side chain R1 is a side chain containing R11 R11 CONH2, and R11 is selected from the alkyl group of C1 C5. The second side chain R2 is one of the side chains containing (C=O) OR21 or (C=O) R22, and R21 and R22 are independently selected from alkyl groups of substituted or un-substituted C 4 to C8, alkenyl groups of substituted or un-substituted C 4 to C8, and alkoxy groups of substituted or un-substituted C 4 to C8. Substituents are selected from one or more of halogens. The suspension agent for the anode slurry of the invention can significantly increase the coating speed of the anode slurry, at the same time, ensure that the anode diaphragm has no drying cracking phenomenon, enhance the coating processing yield and the excellent rate of the anode slice, and thus significantly enhance the production capacity of the energy storage device.

【技术实现步骤摘要】
阳极浆料用悬浮剂、阳极片以及储能装置
本专利技术涉及储能装置领域，更具体而言涉及一种阳极浆料用悬浮剂、阳极片以及储能装置。
技术介绍
近年来，随着人们节能环保意识的增强，以及政策扶持力度的加大，代表未来汽车发展方向的新能源汽车正逐渐成为消费者的“新欢”。动力电池作为新能源汽车的核心，在新能源汽车备受关注的当下，自然也享受到人们的“特殊关照”。新能源汽车需求的迅猛增长直接影响到其产业链的各个环节，其中动力电池的产能不足现象尤其凸显。据业内专家分析，动力电池供不应求，很大一部分原因在于新能源汽车整车生产发展快，使得动力电池整个产业链反应滞后。整车厂因动力电池产能不足致使新能源汽车生产受到限制。面对新一年对新能源汽车的产销布局，整车厂寻找能满足产能需求的动力电池制造商是当务之急，然而对动力电池制造商来讲，如何提高产能是关键。动力电池制造商为了提升产能，一个方法是提升电池各生产工序的速度，其中，涂布作为电池生产关键工序之一，目标是从现有的16～20m/min提升至50m/min以上。但对于阳极浆料来说，随着涂布速度的提升，阳极膜片干燥开裂现象越明显，影响到阳极片的外观和优率，严重时会导致阳极析锂，给电池的安全问题带来隐患。锂电池制造商为解决阳极浆料快速涂布过程中阳极膜片干燥开裂的问题，在阳极浆料中加入适量增塑剂(含量<5wt％)，如亚硫酸二甲酯、二乙基亚硫酸酯、1,3-丙磺酸内酯、硫酸乙烯酯、N-甲基吡咯烷酮、N-甲基甲酰胺、N-甲基乙酰胺、N,N-二甲基甲酰胺、γ-丁内酯、四氢呋喃、含氟环状有机酯、含硫环状有机酯、乙二醇等，这些增塑剂因沸点高、干燥结束后部分增塑剂残留在阳极膜片中，达到抑制阳极浆料快速涂布过程中阳极膜片干燥开裂的问题，但因这些增塑剂干燥过程中在烘箱中残留，有腐蚀烘箱以及线路的风险；其中，N-甲基吡咯烷酮残留会腐蚀铜箔；γ-己内酯、乙二醇等残留会导致其溶于电解液中，参与电解液副反应，恶化电池性能。因此，亟需一种既可以改善阳极涂布加工性能，提高电池产能，又不会恶化电池性能的方法，以适应新能源汽车的发展需求。
技术实现思路
鉴于
技术介绍
中存在的问题，本专利技术的目的在于提供一种阳极浆料用悬浮剂、阳极片以及储能装置，所述阳极浆料用悬浮剂可在显著提升阳极浆料涂布速度的同时，保障阳极膜片无干燥开裂的现象，提升阳极片的涂布加工产率和优率，进而显著提升储能装置的产能。为了达到上述目的，在本专利技术的一方面，本专利技术提供了一种阳极浆料用悬浮剂，所述阳极浆料用悬浮剂的结构式由含碳主链以及侧链组成，所述侧链包括第一侧链R1以及第二侧链R2。所述第一侧链R1为含有-R11-CONH2的侧链，R11选自C1～C5的亚烷基中的一种。所述第二侧链R2为含有-(C＝O)OR21或-O(C＝O)R22的侧链，R21、R22各自独立地选自取代或未取代的C4～C8的烷基、取代或未取代的C4～C8的烯基、取代或未取代的C4～C8的炔基、取代或未取代的C4～C8的烷氧基中的一种。取代基选自卤素中的一种或几种。在本专利技术的另一方面，本专利技术提供了一种阳极片，其包括阳极集流体以及阳极膜片。所述阳极膜片设置在阳极集流体上且包括阳极活性物质。所述阳极膜片还包括悬浮剂。所述悬浮剂包括根据本专利技术一方面所述的阳极浆料用悬浮剂。在本专利技术的又一方面，本专利技术提供了一种储能装置，其包括根据本专利技术另一方面所述的阳极片。相对于现有技术，本专利技术的有益效果为：本专利技术的阳极浆料用悬浮剂可在显著提升阳极浆料涂布速度的同时，保障阳极膜片无干燥开裂的现象，提升阳极片的涂布加工产率和优率，进而显著提升储能装置的产能。说明书附图图1为实施例1-5和对比例1的干燥参数。具体实施方式下面详细说明根据本专利技术的阳极浆料用悬浮剂、阳极片以及储能装置。首先说明根据本专利技术第一方面的阳极浆料用悬浮剂。根据本专利技术第一方面所述的阳极浆料用悬浮剂其结构式由含碳主链以及侧链组成。所述侧链包括第一侧链R1以及第二侧链R2。所述第一侧链R1为含有-R11-CONH2的侧链，R11选自C1～C5的亚烷基中的一种。所述第二侧链R2为含有-(C＝O)OR21或-O(C＝O)R22的侧链，R21、R22各自独立地选自取代或未取代的C4～C8的烷基、取代或未取代的C4～C8的烯基、取代或未取代的C4～C8的炔基、取代或未取代的C4～C8的烷氧基中的一种；取代基选自卤素中的一种或几种。其中，“取代”表示可被卤素中的一种或几种部分取代或全部取代。在根据本专利技术第一方面所述的阳极浆料用悬浮剂中，传统阳极浆料用悬浮剂(如羧甲基纤维素钠等)通常极性较强且柔韧性较差，在阳极浆料涂布及干燥过程中会出现涂布速度慢和阳极膜片干燥开裂等现象，严重影响阳极片的加工产率和优率。本专利技术的阳极浆料用悬浮剂的第一侧链R1中含有的亲水性官能团-CONH2可以缔结水分子，使悬浮剂的分子体积增大，进而增大空间位阻，从而使所述阳极浆料用悬浮剂具有更稳定的悬浮能力，即可以使阳极浆料中的各粉体颗粒在高速搅拌过程中保持均匀的距离，使阳极浆料中的粉体均匀分散且不沉降，从而可大幅提高阳极浆料的涂布速度，改善阳极片的涂布加工性能；本专利技术的阳极浆料用悬浮剂的第二侧链R2中含有的-(C＝O)OR21或-O(C＝O)R22使得第二侧链R2为柔性的侧链，其良好的柔性可适当的降低分子间的作用力，可在阳极浆料的涂布以及干燥过程中起到内增塑的作用，从而可在阳极浆料的涂布以及干燥过程中起到防止阳极膜片的干燥开裂的目的。在根据本专利技术第一方面所述的阳极浆料用悬浮剂中，所述取代基选自F、Cl、Br、I中的一种或几种。优选地，所述取代基选自F、Cl、Br中的一种或几种。进一步优选地，所述取代基选自F、Br中的一种或几种。更进一步优选地，所述取代基选自F。在根据本专利技术第一方面所述的阳极浆料用悬浮剂中，所述阳极浆料用悬浮剂的数均分子量可为30万～40万。数均分子量过高，在浆料搅拌过程中阳极浆料用悬浮剂难溶解于溶剂(例如常用的去离子水)，且即使溶解，阳极浆料用悬浮剂溶解后粘度太大，对阳极活性物质颗粒、导电剂颗粒的分散性较差，易出现颗粒团聚现象；数均分子量过低，则对阳极活性物质颗粒、导电剂颗粒的悬浮能力不足，易出现阳极浆料沉降现象。在根据本专利技术第一方面所述的阳极浆料用悬浮剂中，所述阳极浆料用悬浮剂的结构式可如式1所示，在式1中，a:b＝(40～50):(50～60)。在根据本专利技术第一方面所述的阳极浆料用悬浮剂中，所述阳极浆料用悬浮剂的含碳主链还可具有烯烃双键。烯烃双键的存在可使所述阳极浆料用悬浮剂在阳极浆料涂布以及干燥的过程中发生交联反应，其交联度通常大于40％，从而可提高阳极膜片的内聚力，减小电解液对阳极片的浸润，即减小阳极片在电解液中的溶解度；同时阳极膜片内聚力增大还可减小阳极片在循环过程中的体积反弹(即体积膨胀)。在根据本专利技术第一方面所述的阳极浆料用悬浮剂中，所述阳极浆料用悬浮剂的含碳主链具有烯烃双键时，所述阳极浆料用悬浮剂的结构式可如式2所示，在式2中，a:b:c＝(45～55):(45～55):(1～10)，R4、R5各自独立地选自H、F、C1～C5的烷基、C1～C5的氟代烷基中的一种。在根据本专利技术第一方面所述的阳极浆料用悬浮剂中，所述阳极浆料用悬浮剂的侧链还可包括第三侧链R3本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种阳极浆料用悬浮剂，其特征在于，所述阳极浆料用悬浮剂的结构式由含碳主链以及侧链组成，所述侧链包括第一侧链R1以及第二侧链R2；所述第一侧链R1为含有‑R11‑CONH2的侧链，R11选自C1～C5的亚烷基中的一种；所述第二侧链R2为含有‑(C＝O)OR21或‑O(C＝O)R22的侧链，R21、R22各自独立地选自取代或未取代的C4～C8的烷基、取代或未取代的C4～C8的烯基、取代或未取代的C4～C8的炔基、取代或未取代的C4～C8的烷氧基中的一种；取代基选自卤素中的一种或几种。

【技术特征摘要】
1.一种阳极浆料用悬浮剂，其特征在于，所述阳极浆料用悬浮剂的结构式由含碳主链以及侧链组成，所述侧链包括第一侧链R1以及第二侧链R2；所述第一侧链R1为含有-R11-CONH2的侧链，R11选自C1～C5的亚烷基中的一种；所述第二侧链R2为含有-(C＝O)OR21或-O(C＝O)R22的侧链，R21、R22各自独立地选自取代或未取代的C4～C8的烷基、取代或未取代的C4～C8的烯基、取代或未取代的C4～C8的炔基、取代或未取代的C4～C8的烷氧基中的一种；取代基选自卤素中的一种或几种。2.根据权利要求1所述的阳极浆料用悬浮剂，其特征在于，所述阳极浆料用悬浮剂的数均分子量为30万～40万。3.根据权利要求2所述的阳极浆料用悬浮剂，其特征在于，所述阳极浆料用悬浮剂的结构式如下：在式1中，a:b＝(40～50):(50～60)。4.根据权利要求3所述的阳极浆料用悬浮剂，其特征在于，所述含碳主链具有烯烃双键；和/或所述侧链还包括第三侧链R3，所述第三侧链R3为含有极性官能团的侧链，所述极性官能团选自腈基、磺酸基、羧基、酚羟基、醇羟基、氨基、-(C＝O)NH-、-(C＝O)N-中的一种或几种。5.根据权利要求4所述的阳极浆料用悬浮剂，其特征在于，所述阳极浆料用悬浮剂的结构式如下：在式2中，a:b:c＝(45～55):(45～55):(1～10)，R4、R5各自独立地选自H、F、C1～C5的烷基、C1～C5的氟代烷基中的一种。6.根据权利要求4所述的阳极浆料用悬浮剂，其特征在于，所述阳极浆料用悬浮剂的结构式如下：在式3中，a:b:d＝(45～55):(45～55):(1～10)，R3选自-CN、-CH2CN...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘会会，李吉蓉，郭超，吴嘉龙，汪康，
申请(专利权)人：宁德时代新能源科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：福建,35