一种评估锂离子电池导电浆料分散性的方法技术

本发明专利技术公开了一种评估锂离子电池导电浆料分散性的方法，该方法包括：通过将第一固含量的高分子乳液均匀涂覆于绝缘膜上，烘干处理形成含有第二固含量高分子乳液层的改性绝缘膜；配制设定比例的导电浆料，将所述导电浆料涂覆于所述改性绝缘膜上，制备测试样品；将所述测试样品充分烘烤，测量所述测试样品的导电浆料层厚度；根据所述导电浆料层厚度设置四探针仪的修正系数，多次重复测量所述测试样品不同区域的电阻率，评价所述导电浆料的分散性，本发明专利技术实施例能够简单方便、准确直观地评价锂离子电池导电浆料分散性。

A method for evaluating the dispersity of conductive paste of lithium ion batteries

The invention discloses a method for evaluating the dispersivity of conductive paste of lithium ion battery. The method comprises the following steps: evenly coating the first solid polymer emulsion on the insulating film, drying and forming a modified insulating film containing second solid content polymer emulsion layers, and preparing the conductive paste with a fixed proportion, and conducting the conductive material. The slurry is coated on the modified insulating film and the test sample is prepared; the test sample is fully baked to measure the thickness of the conductive slurry layer of the test sample; the correction coefficient of the four-probe apparatus is set according to the thickness of the conductive slurry layer, and the resistivity of the different regions of the test sample is repeatedly measured, and the conductivity is evaluated. The dispersion of the plasma can be evaluated simply, conveniently, accurately and intuitively by the embodiment of the invention.

【技术实现步骤摘要】
一种评估锂离子电池导电浆料分散性的方法
本专利技术实施例涉及锂离子电池制造
，尤其涉及一种评估锂离子电池导电浆料分散性的方法。
技术介绍
导电性指的是物体传导电流的能力，电池中各部分材料的导电性会影响电池不同方面的性能，如：电池的内阻和放电发热量等。其中电池浆料的导电性直接关系着电池容量的发挥和倍率性能的大小。在电池浆料匀浆过程中，业界多用超导炭黑、碳纳米管和石墨烯等比表面较大的导电剂。这些材料的比表面越大，它的材料导电性能越好，但同时也增大了浆料匀浆的难度。目前常用的检验匀浆均一性的方法有粘度、细度和SEM表面形貌观察等，但是都无法有效的对导电性进行表征。业内主要通过四探针的方法直接测量极片的电阻率。图1是现有技术中四探针仪测试锂离子电池导电浆料电阻率的测试原理图：将四根等间距的探针以一定压力垂直地压在被测样品表面上，在1、4探针间通以电流I，2、3探针间就产生一定的电压V。由于电子会优先选择阻力最小的方向传导，而涂覆基材层20的铜铝箔的导电性要远大于活性物质层10的导电性，电子会优先选择位于涂覆基材层20中的路径②。这时四探针测试的导电性电子路径主要在涂覆基材层20的集流体铜铝箔上，因此现有的评价导电浆料分散性的测量方法存在以下几个问题：1)集流体电阻率远小于活性材料的电阻率，测量结果受涂覆基材的导电性影响大，测量结果与活性物质的实际电导率的分布情况不符，导致测量结果呈现数量级的偏差；2)由于活性物质电阻远大于集流体，四探针仪采用点接触形式多次测量同一极片的电阻率过程中，会因为极片各点之间的局部涂覆层差异化，导致同一样品的多次测量结果出现很大的波动，测量结果的重复性差。因此现有技术中使用四探针直接测量极片的导电性的评估方法，由于中间集流体的存在，无法有效的对比测试出浆料本身的导电性。目前需要一种有效的浆料导电剂的测量方法，能够将不同工艺下的浆料导电剂量化，才能有效支持浆料工艺的改善工作。
技术实现思路
为解决现有技术中存在的问题，本专利技术提供一种评估锂离子电池导电浆料分散性的方法，具有方法简单、操作方便、重复性好，测量准确等特点。本专利技术提供一种评估锂离子电池导电浆料分散性的方法，包括：将第一固含量的高分子乳液均匀涂覆于绝缘膜上，烘干处理形成含有第二固含量高分子乳液层的改性绝缘膜；配制设定比例的导电浆料，将所述导电浆料涂覆于所述改性绝缘膜上，制备测试样品；将所述测试样品充分烘烤，测量所述测试样品的导电浆料层厚度；根据所述导电浆料层厚度设置四探针仪的修正系数，多次重复测量所述测试样品不同区域的电阻率，评价所述导电浆料的分散性。其中，所述多次重复测量所述测试样品不同区域的电阻率，评价所述导电浆料的分散性，包括：计算所述不同区域的电阻率的平均值，评价所述导电浆料的分散性；计算所述不同区域的电阻率波动，评价所述方法的测量稳定性。所述高分子乳液为改性丙烯酸酯、聚丙烯酸酯、甲基丙烯酸双酯、α-氰基丙烯酸酯和聚醋酸乙烯酯中的一种或几种的混合物。所述第一固含量为10～30％，所述第二固含量为30～100％。所述烘干处理的烘干温度为60～160℃，烘干时间为10～90分钟。其中，所述绝缘膜为聚乙烯膜。所述设定比例的导电浆料由活性材料、导电剂和粘结剂按照重量比90:6:6混合而成。其中，所述活性材料为正极活性材料或负极活动材料；其中，所述正极活性材料包括：磷酸铁锂、磷酸锰铁锂、镍钴锰三元材料和钴酸锂材料，所述负极活性材料包括石墨、钛酸锂和硅基负极。其中，所述导电剂包括：乙炔黑、导电石墨、导电碳墨、碳纤维、碳纳米管和石墨烯中的一种或多种。其中，所述粘结剂包括：聚偏氟乙烯、聚偏氟乙烯共聚物、丙烯腈多元共聚物和丁苯橡胶的一种或多种。本专利技术提供的一种评估锂离子电池导电浆料分散性的方法，通过将第一固含量的高分子乳液均匀涂覆于绝缘膜上，烘干处理形成含有第二固含量高分子乳液层的改性绝缘膜；配制设定比例的导电浆料，将所述导电浆料涂覆于所述改性绝缘膜上，制备测试样品；将所述测试样品充分烘烤，测量所述测试样品的导电浆料层厚度；根据所述导电浆料层厚度设置四探针仪的修正系数，多次重复测量所述测试样品不同区域的电阻率，评价所述导电浆料的分散性，该方法克服极片上涂覆基材导电性对测量结果的影响，能够简单方便、准确直观地评价锂离子电池导电浆料分散性。附图说明图1是现有技术中四探针仪测试锂离子电池导电浆料电阻率的测试原理图；图2是本专利技术实施例一提供的一种评估锂离子电池导电浆料分散性的方法的流程图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本专利技术，而非对本专利技术的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本专利技术相关的部分而非全部结构。本专利技术利用锂离子电池的导电浆料在绝缘膜上均匀成膜后，测量绝缘膜不同区域的导电性的情况。通过计算多个不同区域的电阻率的平均值及其波动，评价电池导电剂在浆料中的分散性和稳定性。导电浆料是由活性材料、导电剂和粘结剂按照设定比例混合合成，其中活性材料包括正极活性材料和负极活性材料，正极活性材料具有较弱的导电性，负极活性材料具有良好的导电性。在涂覆导电浆料之前，先将高分子乳液涂覆在绝缘膜，如聚乙烯(Polyethylene，PE)膜上，利用高分子乳液中高分子的粘附力和PE膜的润湿性，能够在特定的表面舒润度的条件下，实现油性正极活性导电浆料和水性负极活性导电浆料在不同固含量的高分子材料层的绝缘膜上均匀涂覆。采用绝缘材料作为涂覆基材，电子的传导会优先选择含有导电剂的活性材料路径，从而避免现有技术中极片上集流体等导电材料的影响，有效地表征导电浆料的分散性。该方法将导电浆料的分散性转化成一个可量化的电导率进行评价，方法快速简单且可靠性高。实施例一图2是本专利技术实施例一提供的一种评估锂离子电池导电浆料分散性的方法的流程图，如图2所示，该方法包括以下步骤：S110、将第一固含量的高分子乳液均匀涂覆于绝缘膜上，烘干处理形成含有第二固含量高分子乳液层的改性绝缘膜。其中，第一固含量为10～30％，第二固含量为30～100％，烘干处理的烘干温度为60～160℃，烘干时间为10～90分钟。改性绝缘膜为表面涂覆有设定固含量的高分子乳液的绝缘膜。高分子乳液在绝缘膜上的涂覆面密度为0.1～10g/cm2。可选的，该高分子乳液为改性丙烯酸酯、聚丙烯酸酯、甲基丙烯酸双酯、α-氰基丙烯酸酯和聚醋酸乙烯酯中的一种或几种的混合物。固含量是指乳液或涂料在规定条件下烘干后剩余部分占总量的质量百分数，固含量越高，则说明乳液或涂料中残留的溶剂越少；固含量越低，这说明乳液或涂料中残留的溶剂越多。将该改性聚丙烯酸酯完全烘干，则此时聚丙烯酸酯的固含量为100％。固含量越高，则烘干的程度越高，越有利于带有油性基团的材料在该改性聚丙烯酸酯层表面进行涂布；固含量越低，则烘干的程度越低，越有利于带有水性基团的材料在该改性聚丙烯酸酯层表面进行涂布。该绝缘膜的材料优选为PE膜，当然也可以是其他的绝缘膜，如聚丙烯酸酯、α-氰基丙烯酸酯、聚醋酸乙烯酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚酰亚胺、聚甲基丙烯酸酯、聚丙烯腈、聚醚醚酮、聚醚砜、乙烯醇、聚碳酸酯、聚甲醛树脂、聚氨酯和聚烯烃中的一种或多种。S120、配本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种评估锂离子电池导电浆料分散性的方法，其特征在于，包括：将第一固含量的高分子乳液均匀涂覆于绝缘膜上，烘干处理形成含有第二固含量高分子乳液层的改性绝缘膜；配制设定比例的导电浆料，将所述导电浆料涂覆于所述改性绝缘膜上，制备测试样品；将所述测试样品充分烘烤，测量所述测试样品的导电浆料层厚度；根据所述导电浆料层厚度设置四探针仪的修正系数，多次重复测量所述测试样品不同区域的电阻率，评价所述导电浆料的分散性。

【技术特征摘要】
1.一种评估锂离子电池导电浆料分散性的方法，其特征在于，包括：将第一固含量的高分子乳液均匀涂覆于绝缘膜上，烘干处理形成含有第二固含量高分子乳液层的改性绝缘膜；配制设定比例的导电浆料，将所述导电浆料涂覆于所述改性绝缘膜上，制备测试样品；将所述测试样品充分烘烤，测量所述测试样品的导电浆料层厚度；根据所述导电浆料层厚度设置四探针仪的修正系数，多次重复测量所述测试样品不同区域的电阻率，评价所述导电浆料的分散性。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述多次重复测量所述测试样品不同区域的电阻率，评价所述导电浆料的分散性，包括：计算所述不同区域的电阻率的平均值，评价所述导电浆料的分散性；计算所述不同区域的电阻率波动，评价所述方法的测量稳定性。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述高分子乳液为改性丙烯酸酯、聚丙烯酸酯、甲基丙烯酸双酯、α-氰基丙烯酸酯和聚醋酸乙烯酯中的一种或几种的混合物。4.根据权利要求1所述的方法，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜倩荣，吕正中，宁霞，胡锦，邹友生，刘金成，
申请(专利权)人：湖北金泉新材料有限责任公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42