一种电池极片基体、其制备方法和用途技术

本发明专利技术公开了一种电池极片基体、其制备方法和用途。所述电池极片基体包括集流体和依次设置于所述集流体表面的氧化铝层、过渡层和热塑性树脂膜，所述过渡层包括氧化铝和第一热塑性树脂。针对现有技术中，氧化铝层与热塑性树脂膜的粘结性不高，在实际使用过程中容易脱落的问题。本发明专利技术通过在氧化铝层和热塑性树脂膜设置过渡层，使得两者的粘结强度大幅提高，抑制热塑性树脂膜从氧化铝层脱落；进一步，通过对热塑性树脂膜和过渡层树脂的种类的选择，可以牺牲部分粘结性能但大幅提高电池的使用寿命。

A battery electrode matrix, its preparation method and Application

【技术实现步骤摘要】
一种电池极片基体、其制备方法和用途
本专利技术属于新能源锂电
，具体涉及一种电池极片基体、其制备方法和用途。
技术介绍
锂离子电池自商业化推广以来，以其高能量密度、高工作电压、循环寿命长、无记忆效应、绿色环保、以及可根据实际需求灵活设计尺寸形状大小等诸多优点被广泛用于各种便携式消费电子产品的电源。新能源汽车市场拥有巨大的前景，锂离子电池作为重要化学电源，在移动通讯设备、电动工具、电动自行车等方面应用广泛，锂离子电池及相关配套产业需求量越来越大。目前，液体电解质锂电池已经得到了广泛的应用，但液体电解质锂电池存在能量密度不高、安全性差的问题，因此，固态电池被认为是下一代具有产业化价值的锂电池，目前的现有技术中，已经公开了在电池的集流体与活性物质之间设置热塑性树脂膜，在电池发生内部短路时，热塑性树脂发生熔化，大幅增加内部电阻，达到阻断电流的功能。同时，已有的研究表明，钉刺实验中，在正极和负极集电体接触时，短路部分的电阻较小，电池温度上升影响安全性，因此，在正极和负极集电体上形成氧化铝层认为是有益的，但氧化铝与热塑性树脂膜粘结性不高，在实际使用过程中容易脱落，因此，提高氧化铝层与热塑性树脂膜的粘结强度十分必要。因此，本领域需要开发一种新型的电极极片基体，能够抑制热塑性树脂膜从氧化铝层脱落，提高电池安全性能和使用寿命。
技术实现思路
针对现有技术中，氧化铝层与热塑性树脂膜的粘结性不高，在实际使用过程中容易脱落的问题。本专利技术的目的在于提供一种电池极片基体、其制备方法和用途。所述电池极片基体能够抑制热塑性树脂膜从氧化铝层脱落，提高电池安全性能和使用寿命。为达上述目的，本专利技术采用以下技术方案：本专利技术的目的之一在于提供一种电池极片基体，所述电池极片基体包括集流体和依次设置于所述集流体表面的氧化铝层、过渡层和热塑性树脂膜，所述过渡层包括氧化铝和第一热塑性树脂。本专利技术通过在氧化铝层和热塑性树脂膜设置过渡层，使得两者的粘结强度大幅提高，抑制热塑性树脂膜从氧化铝层脱落；进一步，通过对热塑性树脂膜和过渡层树脂的种类的选择，可以牺牲部分粘结性能但大幅提高电池的使用寿命；本专利技术所述过渡层具有一定的电子传导率，与热塑性树脂膜的电子传导率相等或相近；本专利技术所述热塑性树脂膜电子传导率高，25℃时的电子传导率为2×10-2S/cm以上。优选地，所述热塑性树脂膜包括导电体、第二热塑性树脂和无机填料。优选地，所述过渡层还包括偶联剂、导电体和无机填料。优选地，所述导电体包括碳材料和/或金属材料。优选地，所述导电体的形貌包括颗粒状和/或纤维状。优选地，所述无机填料包括金属氧化物和/或金属氮化物。本专利技术中的无机填料为氧化铝时，优选未经过改性的氧化铝。优选地，所述偶联剂包括硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂、双金属偶联剂、木质素偶联剂、锡偶联剂、大分子偶联剂和硅烷偶联剂中的任意一种或至少两种的组合。本专利技术中偶联剂的选择需要考虑氧化铝与热塑性树脂的粘结性。优选地，所述硅烷偶联剂包括A-143、A-151、A-171、A-174、A-186、A-187、A-189、A-1100、A-1120、A-1160、KH-560、KH-580、KH-792和KH-550中的任意一种或至少两种的组合。优选地，所述钛酸酯偶联剂包括单烷氧基脂肪酸型、磷酸酯型、螯合型和配位体型中的任意一种或至少两种的组合。优选地，所述第一热塑性树脂包括聚偏二氟乙烯、聚四氟乙烯、聚丙烯、聚乙烯、聚氯乙烯、ABS树脂、甲基丙烯酸类树脂、聚酰胺、聚酯、聚碳酸酯、聚缩醛等、SBR、ABR和BR中的任意一种或至少两种的组合。优选地，所述第二热塑性树脂包括聚偏二氟乙烯、聚四氟乙烯、聚丙烯、聚乙烯、聚氯乙烯、ABS树脂、甲基丙烯酸类树脂、聚酰胺、聚酯、聚碳酸酯、聚缩醛等、SBR、ABR和BR中的任意一种或至少两种的组合。优选地，所述第二热塑性树脂的熔点为80～400℃，优选为100～120℃，例如100℃、120℃、150℃、180℃、200℃、220℃、250℃、280℃、300℃、320℃、350℃或380℃等。本专利技术所述热塑性树脂主要指熔点在80～400℃范围内，热塑性树脂随着温度上升而体积膨胀；但申请人也发现，带有热塑性树脂膜的电池在长时间使用后性能会下降，尤其在强放电、快充的使用过程，申请人猜测，这也许是由于强度过高的使用，使得电池内热塑性树脂频繁的发生形变，每次形变都会导致树脂膜中各组分的分散和基体形态发生变化，根据电池的使用特性，将热塑性树脂膜的融化温度的范围设置在100～120℃，既保证了安全性，也防止树脂在安全情况下发生融化，导致频繁形变影响使用。优选地，所述热塑性树脂膜中，导电体的质量含量为5～80％，例如10％、20％、25％、30％、35％、40％、45％、50％、55％、60％、65％、70％或75％等。优选地，所述热塑性树脂膜中，第二热塑性树脂的质量含量为5～90％，例如10％、20％、25％、30％、35％、40％、45％、50％、55％、60％、65％、70％或80％等。优选地，所述热塑性树脂膜中，无机填料的质量含量为5～80％，例如10％、20％、25％、30％、35％、40％、45％、50％、55％、60％、65％、70％或75％等。优选地，所述过渡层还包括偶联剂、导电体和无机填料。优选地，所述过渡层中，氧化铝的质量含量为5～80％，例如10％、20％、25％、30％、35％、40％、45％、50％、55％、60％、65％、70％或75％等。优选地，所述过渡层中，第一热塑性树脂的质量含量为5～90％，例如10％、20％、25％、30％、35％、40％、45％、50％、55％、60％、65％、70％或80％等。优选地，所述过渡层中，偶联剂的质量含量为1～40％，例如5％、10％、15％、20％、25％、30％或35％等。优选地，所述过渡层中，导电体的质量含量为5～70％，例如10％、20％、25％、30％、35％、40％、45％、50％、55％、60％、65％或68％等。优选地，所述过渡层中，无机填料的质量含量为5～70％，例如10％、20％、25％、30％、35％、40％、45％、50％、55％、60％、65％或68％等。优选地，所述氧化铝层的厚度为10nm～1000nm，例如50nm、100nm、200nm、300nm、400nm、500nm、600nm、700nm、800nm或900nm等。优选地，所述过渡层的厚度为10nm～1000nm，例如50nm、100nm、200nm、300nm、400nm、500nm、600nm、700nm、800nm或900nm等。本专利技术所述过渡层的厚度为10nm～1000nm，过渡层厚度过小，氧化铝层如果粗糙度过高，会刺破过渡层，直接与热塑性树脂膜接触，厚度过大，会增加电池内阻，影响电池性能。本本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电池极片基体，其特征在于，所述电池极片基体包括集流体和依次设置于所述集流体表面的氧化铝层、过渡层和热塑性树脂膜，所述过渡层包括氧化铝和第一热塑性树脂。/n

【技术特征摘要】
1.一种电池极片基体，其特征在于，所述电池极片基体包括集流体和依次设置于所述集流体表面的氧化铝层、过渡层和热塑性树脂膜，所述过渡层包括氧化铝和第一热塑性树脂。


2.如权利要求1所述的电池极片基体，其特征在于，所述热塑性树脂膜包括导电体、第二热塑性树脂和无机填料；
优选地，所述过渡层还包括偶联剂、导电体和无机填料；
优选地，所述导电体包括碳材料和/或金属材料；
优选地，所述导电体的形貌包括颗粒状和/或纤维状；
优选地，所述无机填料包括金属氧化物和/或金属氮化物；
优选地，所述偶联剂包括硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂、双金属偶联剂、木质素偶联剂、锡偶联剂、大分子偶联剂和硅烷偶联剂中的任意一种或至少两种的组合；
优选地，所述硅烷偶联剂包括A-143、A-151、A-171、A-174、A-186、A-187、A-189、A-1100、A-1120、A-1160、KH-560、KH-580、KH-792和KH-550中的任意一种或至少两种的组合；
优选地，所述钛酸酯偶联剂包括单烷氧基脂肪酸型、磷酸酯型、螯合型和配位体型中的任意一种或至少两种的组合。


3.如权利要求1或2所述的电池极片基体，其特征在于，所述第一热塑性树脂包括聚偏二氟乙烯、聚四氟乙烯、聚丙烯、聚乙烯、聚氯乙烯、ABS树脂、甲基丙烯酸类树脂、聚酰胺、聚酯、聚碳酸酯、聚缩醛等、SBR、ABR和BR中的任意一种或至少两种的组合；
优选地，所述第二热塑性树脂包括聚偏二氟乙烯、聚四氟乙烯、聚丙烯、聚乙烯、聚氯乙烯、ABS树脂、甲基丙烯酸类树脂、聚酰胺、聚酯、聚碳酸酯、聚缩醛等、SBR、ABR和BR中的任意一种或至少两种的组合；
优选地，所述第二热塑性树脂的熔点为80～400℃，优选为100～120℃。


4.如权利要求1-3之一所述的电池极片基体，其特征在于，所述热塑性树脂膜中，导电体的质量含量为5～80％；
优选地，所述热塑性树脂膜中，第二热塑性树脂的质量含量为5～90％；
优选地，所述热塑性树脂膜中，无机填料的质量含量为5～80％。


5.如权利要求1-4之一所述的电池极片基体，其特征在于，所述过渡层还包括偶联剂、导电体和无机填料；
优选地，所述过渡层中，氧化铝的质量含量为5～80％；
优选地，所述过渡层中，第一热塑性树脂的质量含量为5～90％；
优选地，所述过渡层中，偶联剂的质量含量为1～40％；
优选地，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：李峥，冯玉川，何泓材，周柯，王丹丹，杨帆，南策文，
申请(专利权)人：苏州清陶新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32