一种极片膜及其制备方法和用途技术

技术编号:26603764 阅读:28 留言:0更新日期:2020-12-04 21:27
本发明专利技术涉及一种极片膜及其制备方法和用途,所述极片膜包含呈网络化结构的聚合物及粘结在所述聚合物表面的粉体,粉体包括活性材料及辅料,辅料包含补锂添加剂;由其所得电池具有高的首效和容量及优异的循环性能;其制备方法包括将活性材料、辅料及可纤维化聚合物预混,在剪切力作用下使可纤维化聚合物拉丝形成纤维,辅料中包含补锂添加剂,之后经热压处理至预设厚度,得到极片膜;采用上述方法整个过程中无需引入任何溶剂,避免了溶剂存在造成的补锂量衰减及需进一步烘烤去除溶剂的繁琐工艺,且能精确控制补锂量,同时,采用上述方法,补锂添加剂均匀混合到电极粉体内,能实现更加均匀的补锂,避免存在补锂梯度的问题,且制备方法操作简单。

【技术实现步骤摘要】
一种极片膜及其制备方法和用途
本专利技术属于电池领域,涉及一种极片膜及其制备方法和用途。
技术介绍
随着新能源汽车的快速发展,对车用动力电池能量密度以及安全性能的要求不断提升。预计到2025年,动力电池能量密度将达到500Wh/kg以上。随着动力电池能量密度的不断提升,现有负极材料的克容量以及压实密度已经到了极限值,因而,硅碳材料的使用将是未来一段时间的热点。与此同时,硅碳材料的首次充放电效率低、膨胀大、长循环会带来材料粉化问题、以及与相关电解液、胶的匹配问题始终困扰着相关的科研人员,严重制约了高能量密度动力电池的发展,影响人们对于长续航新能源汽车的需求。补锂、预锂化等技术作为一种切实有效的手段,在提高电芯首效,循环寿命方面等具有很大的应用前景,尤其是对于采用硅碳负极的电芯体系,效果尤其明显。从现有的公开专利文献分析,目前主要的补锂技术主要以采用锂粉或锂箔补锂、电化学补锂、补锂添加剂补锂以及正极补锂等为主要研究方向,其中,锂粉补锂和锂箔补锂被认为是最有可能商业化的两种补锂方式。CN105336914B公开了一种具有复合导电壳层的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种极片膜,其特征在于,所述极片膜包含呈网络化结构的聚合物及粘结在聚合物表面的粉体,所述粉体包括活性材料及辅料,所述辅料包含补锂添加剂。/n

【技术特征摘要】
1.一种极片膜,其特征在于,所述极片膜包含呈网络化结构的聚合物及粘结在聚合物表面的粉体,所述粉体包括活性材料及辅料,所述辅料包含补锂添加剂。


2.如权利要求1所述的极片膜,其特征在于,所述极片膜为自支撑极片膜;
优选地,所述活性材料包括正极活性材料或负极活性材料;
优选地,所述负极活性材料包括硅、硅氧及石墨中的至少一种;
优选地,所述活性材料为负极活性材料,所述补锂添加剂选自锂粉及锂硅合金中的至少一种;
优选地,所述活性材料为正极活性材料,所述补锂添加剂选自Li2Mn2O4、Li2NiO2、Li6CoO4、Li2CuO2、Li2O2、Li2O及Li3N中的至少一种;
优选地,所述呈网络化结构的聚合物通过可纤维化聚合物在剪切力作用下拉丝形成纤维,并在热压处理过程中相互搭接而成;
优选地,所述可纤维化聚合物包括聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、丁苯橡胶、聚丙烯酸、羧甲基纤维素、聚酰亚胺、聚丙烯腈、聚丙烯及聚乙烯中的至少一种;
优选地,所述辅料还包括导电剂;
优选地,所述导电剂包括Surpe-P、乙炔黑、KS-6、科琴黑、石墨烯及碳纳米管中的至少一种;
优选地,以所述极片膜的质量为100%计,所述活性材料的质量百分含量为40~97%;
优选地,以所述极片膜的质量为100%计,所述辅料中补锂添加剂的质量百分含量为0.1~20%;
优选地,以所述极片膜的质量为100%计,所述辅料中导电剂的质量百分含量为0.1~5%;
优选地,以所述极片膜的质量为100%计,所述呈网络化结构的聚合物的质量百分含量为3~20%。


3.如权利要求1或2所述的极片膜的制备方法,其特征在于,所述制备方法包括以下步骤:
(1)将活性材料、辅料及可纤维化聚合物进行预混,然后在剪切力的作用下使可纤维化聚合物拉丝形成纤维,得到混合料,所述辅料中包含补锂添加剂;
(2)将步骤(1)中的混合料进行热压处理,至预设厚度,得到所述极片膜。


4.如权利要求3所述的制备方法,其特征在于,步骤(1)和步骤(2)中过程均在惰性气体保护下进行;
优选地,所述惰性气体包括氩气;
优选地,所述补锂添加剂以粉体形式加入;
优选地,步骤(1)中预混的方法包括以下步骤:
(a)将活性材料和辅料混合,进行高速剪切,高速剪切的速度≥1000rpm,得到混合粉料;
(b)在步骤(a)的混合粉料中加入可纤维化聚合物,在100~3000rpm的搅拌速度下进行混合;
优选地,步骤(1)所述在剪切力的作用下使可纤维化聚合物拉丝形成纤维的方式包括:高速搅拌、螺杆挤出和气流粉碎中的至少一种,优选为高速搅拌,所述高速搅拌的速度≥1000rpm;优选地,所述高速搅拌的速度为3000~25000rpm,优选为10000~20000rpm;
优选地,步骤(1)所述高速搅拌的方法为脉冲搅拌;
优选地,步骤(a)所述高速剪切的速度为3000~25000rpm,优选为10000~20000rpm;
优选地,步骤(a)所述高速剪切的方法为脉冲搅拌;
优选地,所述脉冲搅拌的间歇时间为0-3min,不含0;
优选地,所述脉冲搅拌的搅拌时间为2~30min。


5.如...

【专利技术属性】
技术研发人员:马忠龙赵晓宇秦士林郑晓醒
申请(专利权)人:蜂巢能源科技有限公司
类型:发明
国别省市:江苏;32

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1