一种正、负极导电储液层浆料及厚电极的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种正、负极导电储液层浆料及厚电极的制备方法，通过制备正/负极导电储液层浆料，将正/负极浆料涂覆在集流体（3）上，干燥后喷涂正/负极导电储液层浆料，烘干后再涂敷一层正/负极浆料，干燥后经过冷压、分条得到活性层（1）‑导电储液层（2）‑活性层（1）三明治结构的正/负极极片。通过这种引入导电储液层，来解决现有电极增厚带来动力学变差的问题，达到同涂敷面密度时，直流内阻和高倍率容量保持大幅提高，动力学性能更好；面密度提高15%时，依然保持相近的动力学性能；制备出来的电池在相同正极面密度下（520~600g/m

A kind of slurry for positive and negative conductive reservoir and preparation method for thick electrode

【技术实现步骤摘要】
一种正、负极导电储液层浆料及厚电极的制备方法
本专利技术涉及锂离子电池
，具体涉及一种正、负极导电储液层浆料及厚电极的制备方法。
技术介绍
随着锂离子电池的能量密度需求逐年增加，相关技术研究也越来越深入。综合现有技术报道来看，提高能量密度主要从两个方面着手：(1)提高正负极材料的克容量，目前研究已经遇到瓶颈，成熟的正负极材料都已接近理论克容量，继续提高的可能性很小或者严重损害其他性能。所以，材料体系必需完全替换才能实现质的突破，短期看还有很大难度；(2)通过压缩非活性材料部分来提高活性物质占比实现能量密度提高，例如常见的箔材减薄、包装材料减薄、隔膜减薄、厚涂布等等。其中箔材减薄和包装材料减薄已经压缩到了工艺极限，而隔膜继续减薄又会严重影响电池的安全性能。所以，厚涂布技术无疑是更好的选择，厚涂布不仅可以提高能量密度，一定程度上还能提高电池在针刺、重物冲击时的安全性。但是厚涂布也有其内在的缺陷，当涂层过厚时，电解液在极片内部的渗透就变得困难，导致离子电导变差，同时厚涂布也会导致电子电导变差。因此，想要推广厚涂布技术，必需解决上述两个问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术期望提供一种正、负极导电储液层浆料及厚电极的制备方法，通过引入导电储液层，来解决现有电极增厚带来动力学变差的问题。为达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：本专利技术提供一种正极导电储液层浆料，由以下组分按质量份数与233-400份质量的N-甲基吡咯烷酮混合而成：聚乙烯吡咯烷酮0.2-0.5份；聚偏氟乙烯0.8～1.2份；零维导电剂50-60份；一维导电剂20-30份；二维导电剂10-20份。本专利技术提供一种负极导电储液层浆料，由以下组分按质量份数与233-400份质量的去离子水混合而成：羟甲基纤维素钠0.5-0.8份；聚丙烯酸乳液(固含量40％)的纯物质含量0.8-1.2份；零维导电剂50-60份；一维导电剂20-30份；二维导电剂10-20份。进一步地，所述零维导电剂包括导电炭黑、乙炔碳黑、超导碳黑。进一步地，所述一维导电剂包括碳纳米管、碳纤维。进一步地，所述二维导电剂为石墨烯。本专利技术还提供一种厚电极的制备方法，使用上述正极导电储液层浆料，具体方法包括：(a)称取0.2-0.5份质量的聚乙烯吡咯烷酮、0.8-1.2份质量的聚偏氟乙烯，加入到已称取好的233-400份质量的N-甲基吡咯烷酮中，搅拌后制成胶液；(b)称取50-60份质量的零维导电剂、20-30份质量的一维导电剂、10-20份质量的二维导电剂，加入到上述胶液中，高速分散搅拌后制成正极导电储液层浆料。(c)将正极浆料涂覆在集流体上，干燥后喷涂上述正极导电储液层浆料，烘干后再涂敷一层正极浆料，干燥后经过冷压、分条得到活性层-导电储液层-活性层三明治结构的正极极片。进一步地，所述(a)中制胶搅拌时间为3h，所述(b)中分散搅拌时间为2h，速度不低于1300转/分钟，所述正极导电储液层浆料的固含量为20-30％。本专利技术还提供一种厚电极的制备方法，其特征在于，使用上述负极导电储液层浆料，具体方法包括：(a)称取0.5-0.8份质量的羟甲基纤维素钠，加入到已称取好的233-400份质量的去离子水中，搅拌后制成胶液；(b)称取50-60份质量的零维导电剂，20-30份质量的一维导电剂，10-20份质量的二维导电剂，加入到上述胶液中，分散搅拌；(c)加入纯物质含量0.8-1.2份质量的聚丙烯酸乳液(固含量40％)，搅拌后制成负极导电储液层浆料。(d)将负极浆料涂覆在集流体上，干燥后喷涂上述负极导电储液层浆料，烘干后再涂敷一层负极浆料，干燥后经过冷压、分条得到活性层-导电储液层-活性层三明治结构的负极极片。进一步地，所述(a)中制胶搅拌时间为3h，所述(b)中分散搅拌时间为2h，速度为1200转/分钟，所述(c)中搅拌时间为30min，速度为500转/分钟，所述负极导电储液层浆料的固含量为20-30％。更进一步地，所述正、负极导电储液层浆料在三明治结构中的厚度为3-6μm。本专利技术有益效果如下：1)本专利技术提供一种正、负极导电储液层浆料及厚电极的制备方法，通过引入导电储液层，制备出来的电池在相同的正极涂敷面密度下，电池直流内阻和高倍率容量保持均有大幅提高，表现出更好的动力学性能；2)本专利技术提供一种正、负极导电储液层浆料及厚电极的制备方法，通过引入导电储液层，制备出来的电池正极涂敷面密度提高15％时，电池直流内阻和高倍率容量保持与常规电池相当，依然保持相近的动力学性能；3)本专利技术提供一种正、负极导电储液层浆料及厚电极的制备方法，通过引入导电储液层，制备出来的电池在相同正极面密度下(520～600g/m2)，能量密度比常规电池提高1～1.5％。附图说明图1为本专利技术厚电极的三明治结构示意图；其中，1是活性层，2是导电储液层，3是集流体。具体实施方式本专利技术具体实施方式提供一种正极导电储液层浆料，其由以下组分按质量份数与233-400份质量的N-甲基吡咯烷酮混合而成：聚乙烯吡咯烷酮0.2-0.5份；聚偏氟乙烯0.8～1.2份；零维导电剂50-60份；一维导电剂20-30份；二维导电剂10-20份。本专利技术具体实施方式提供一种负极导电储液层浆料，其由以下组分按质量份数与233-400份质量的去离子水混合而成：羟甲基纤维素钠0.5-0.8份；聚丙烯酸乳液(固含量40％)的纯物质含量0.8-1.2份；零维导电剂50-60份；一维导电剂20-30份；二维导电剂10-20份。进一步地，所述零维导电剂包括导电炭黑、乙炔碳黑、超导碳黑。进一步地，所述一维导电剂包括碳纳米管、碳纤维。进一步地，所述二维导电剂为石墨烯。本专利技术具体实施方式还提供一种厚电极的制备方法，使用上述正极导电储液层浆料，具体方法包括：(a)称取0.2-0.5份质量的聚乙烯吡咯烷酮、0.8-1.2份质量的聚偏氟乙烯，加入到已称取好的233-400份质量的N-甲基吡咯烷酮中，搅拌后制成胶液；(b)称取50-60份质量的零维导电剂、20-30份质量的一维导电剂、10-20份质量的二维导电剂，加入到上述胶液中，高速分散搅拌后制成正极导电储液层浆料。(c)将正极浆料涂覆在集流体3上，干燥后喷涂上述正极导电储液层浆料，烘干后再涂敷一层正极浆料，干燥后经过冷压、分条得到活性层1-导电储液层2-活性层1三明治结构的正极极片。进一步地，所述(a)中制胶搅拌时间为3h，所述(b)中分散搅拌时间为2h，速度不低于1300转/分钟，所述正极导电储液层浆料的固含量为20-30％。本专利技术具体实施方式还提供一种厚电极的制备方法，其特征在于，使用上述负本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种正极导电储液层浆料，其特征在于，所述正极导电储液层浆料由以下组分按质量份数与233-400份质量的N-甲基吡咯烷酮混合而成：/n聚乙烯吡咯烷酮 0.2-0.5份；/n聚偏氟乙烯0.8~1.2份；/n零维导电剂50-60份；/n一维导电剂20-30份；/n二维导电剂10-20份。/n

【技术特征摘要】
1.一种正极导电储液层浆料，其特征在于，所述正极导电储液层浆料由以下组分按质量份数与233-400份质量的N-甲基吡咯烷酮混合而成：
聚乙烯吡咯烷酮0.2-0.5份；
聚偏氟乙烯0.8~1.2份；
零维导电剂50-60份；
一维导电剂20-30份；
二维导电剂10-20份。


2.一种负极导电储液层浆料，其特征在于，所述负极导电储液层浆料由以下组分按质量份数与233-400份质量的去离子水混合而成：
羟甲基纤维素钠0.5-0.8份；
聚丙烯酸乳液（固含量40%）的纯物质含量0.8-1.2份；
零维导电剂50-60份；
一维导电剂20-30份；
二维导电剂10-20份。


3.根据权利要求1或2所述的导电储液层浆料，其特征在于：所述零维导电剂包括导电炭黑、乙炔碳黑、超导碳黑。


4.根据权利要求1或2所述的导电储液层浆料，其特征在于：所述一维导电剂包括碳纳米管、碳纤维。


5.根据权利要求1或2所述的导电储液层浆料，其特征在于：所述二维导电剂为石墨烯。


6.一种厚电极的制备方法，其特征在于，使用如权利要求1中所述的正极导电储液层浆料，所述方法包括：
（a）称取0.2-0.5份质量的聚乙烯吡咯烷酮、0.8-1.2份质量的聚偏氟乙烯，加入到已称取好的233-400份质量的N-甲基吡咯烷酮中，搅拌后制成胶液；
（b）称取50-60份质量的零维导电剂、20-30份质量的一维导电剂、10-20份质量的二维导电剂，加入到上述胶液中，高速分散搅拌后制成正极导电储液层浆料；
（c）将正极浆料涂覆...

【专利技术属性】
技术研发人员：龙海涛，李亚辉，吴丽军，韩伟，王亚峰，陈亚，
申请(专利权)人：江苏智泰新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32