极片表面涂层浆料及制作方法、锂电池极片及制备方法技术

本发明专利技术公开了一种极片表面涂层浆料及制作方法、锂电池极片及制备方法，按重量份数计，所述涂层浆料包括：涂层材料20～40重量份；偶联剂0.5～2重量份；粘结剂3～10重量份；表面活性剂0.5～2重量份；第一溶剂40～80重量份；第二溶剂5～10重量份。该极片表面涂层浆料能够与含有高极性基团（氰基、羟基、氨基）的聚合物作为粘结剂的极片表面很好的相溶，在涂布过程中涂层之间的结合力高，能够有效减轻甚至防止出现卷曲的现象，而且极片表面涂层浆料和锂电池极片的制备过程简单、易于控制、适合大规模生产。生产。

【技术实现步骤摘要】
极片表面涂层浆料及制作方法、锂电池极片及制备方法


[0001]本专利技术属于锂电池
，特别涉及一种用于锂电池正负极表面处理浆料的一种浆料体系以及配置方法、锂电池极片及制备方法。

技术介绍

[0002]锂离子电池因其工作电压高、能量密度大、无记忆效应等优点，已经逐渐成为汽车、移动电子设备、储能等众多领域的主要选择对象。随着我国对新能源汽车的规划，传统燃油汽车将于2025年禁售，锂离子电池将会成为汽车主要的动力来源之一。作为动力锂离子电池，其安全性、能量密度、循环寿命相对于普通消费级锂离子电池有着更高的要求。为满足能量密度的要求，三元正极材料(NCA或NCM,其中N代表镍元素、C代表钴元素、M代表锰元素、A代表铝元素)，尤其是高镍的NCM811将会成为主要选择对象。然而高能量密度的三元正极材料电池的安全性相对于传统的磷酸铁锂正极有所欠缺，尤其是近两年电动汽车电池自燃事件更是加剧了人们对电动汽车电池安全性的忧虑，如何提升三元材料电池的安全性成为急需解决的问题之一。
[0003]在CN109713218A的专利技术专利申请中，提出了一种在极片表面增加至少一层功能涂层的方式提高电池安全性。然而在以含有高极性基团(如氰基、羟基、氨基等)的聚合物，如LA133(丙烯腈多元共聚物)作为粘结剂的负极片表面涂布功能性涂层的过程中可能会出现功能涂层浆料与原涂层不相溶，在涂布过程中遇到卷曲或者涂层之间结合力太低等情况，导致功能性涂层不能顺利的被增加。

技术实现思路

[0004]本专利技术所要解决的技术问题是提供一种粉体粒度小的极片表面涂层浆料及制备方法，能够与含有高极性基团(氰基、羟基、氨基)的聚合物作为粘结剂的极片表面很好的相溶，在涂布过程中涂层之间的结合力高，能够减轻甚至防止出现卷曲的现象。
[0005]本专利技术解决上述技术问题所采用的技术方案为：
[0006]一种极片表面涂层浆料，按重量份数计，所述涂层浆料包括：
[0007]涂层材料20～40重量份；
[0008]偶联剂0.5～2重量份；
[0009]粘结剂3～10重量份；
[0010]表面活性剂0.5～2重量份；
[0011]用于溶解和分解各组分的第一溶剂40～80重量份；
[0012]用于增加涂层结合力的第二溶剂5～10重量份。
[0013]通过采用上述技术方案，将上述的极片表面涂层浆料均匀涂布在含有高极性基团(氰基、羟基、氨基)的聚合物作为粘结剂的极片表面，粉体力度小的极片表面涂层浆料与含有高极性基团的聚合物能够很好的相溶，在涂布过程中涂层之间的结合力高，能够减轻甚至防止出现卷曲的现象。
[0014]作为优选，所述涂层材料包括陶瓷粉体和/或电解质粉体；所述陶瓷粉体包括勃姆石、氧化铝、氧化锆、氢氧化镁、氧化镁、硫酸钡、二氧化硅、二氧化钛中的一种或多种；所述电解质粉体包括氧化物电解质粉和/或硫化物电解质粉。
[0015]作为优选，所述第一溶剂为分子结构极性较低的溶剂，即第一溶剂的介电常数小于等于15。
[0016]作为优选，所述粘结剂为分子结构极性较低的聚合物，即粘结剂的介电常数小于等于15。
[0017]通过采用上述技术方案，粘结剂可使得涂层浆料中的各组分更好的粘接在一起，有利于涂层浆料形成品质好的膜层，而且粘结剂的界面粘接作用较好，能够有效的增加涂层与电极片之间的粘接力。
[0018]作为优选，所述第二溶剂为分子结构极性较高的溶剂，即第一溶剂的介电常数大于等于30。
[0019]作为优选，所述表面活性剂为阳离子聚合物分散剂和/或阴离子聚合物分散剂。
[0020]通过采用上述技术方案，可使得涂层浆料中的各组分分散均匀，进而调节涂层浆料的流变性。
[0021]极片表面涂层浆料的制作方法，制备上述的极片表面涂层浆料的具体步骤如下：
[0022]S1、选取涂层材料粉体放入球磨罐，然后依次向球磨罐内加入第一溶剂、表面活性剂；
[0023]S2、向球磨罐中加入锆珠，将球磨罐放入行星式球磨机中，用200～400rpm/min的转速混合球磨至粉体平均粒度为0.4um～20um，得到第一混合浆料；
[0024]S3、将球磨完成的第一混合浆料取出，加入粘结剂并搅拌均匀，得到第二混合浆料；
[0025]S4、向第二混合浆料中加入硅烷偶联剂并搅拌均匀，得到第三混合浆料；
[0026]S5、向第三混合浆料中加入第二溶剂并搅拌均匀，得到极片表面涂层浆料。
[0027]通过采用上述技术方案，该方法制备过程简单、易于控制、适合大规模生产。
[0028]作为优选，所述步骤S1中选取的陶瓷粉体和/或所述电解质粉体的平均粒径为1um～50um。
[0029]锂电池极片，所述锂电池极片由上述权利要求1
‑
6任一项所述的极片表面涂层浆料成型于具有高极性基团聚合物的极片表面后得到。
[0030]锂电池极片的制备方法，将以上制备得到的极片表面涂层浆料使用转移涂布的方式均匀涂布至以含有高极性基团(氰基、羟基、氨基)的聚合物作为粘结剂的极片表面，然后在40℃～80℃下烘烤0.5min～3min后得到锂电池极片。
[0031]通过采用上述技术方案，通过该方法在锂电池极片的表面进行涂布，极少出现卷曲的现象，成品率较高，可达到98％。
[0032]与现有技术相比，本专利技术的一种极片表面涂层浆料及制作方法、锂电池极片及制备方法的优点在于，
[0033]1、粉体力度小的极片表面涂层浆料与含有高极性基团的聚合物能够很好的相溶，在涂布过程中涂层之间的结合力高，能够减轻甚至防止出现卷曲的现象；
[0034]2、极片表面涂层浆料和锂电池极片的制备过程简单、易于控制、适合大规模生产。
具体实施方式
[0035]以下结合实施例对本专利技术作进一步详细描述。
[0036]一种极片表面涂层浆料，按重量份数计，涂层浆料包括：
[0037]涂层材料20～40重量份；
[0038]偶联剂0.5～2重量份；
[0039]粘结剂3～10重量份；
[0040]表面活性剂0.5～2重量份；
[0041]用于溶解和分解各组分的第一溶剂40～80重量份；
[0042]用于增加涂层结合力的第二溶剂5～10重量份。
[0043]其中，第一溶剂作为主要溶剂，用于溶解和分散各组分；第二溶剂主要是改善涂层和基膜之间的界面结构，增加涂层结合力。
[0044]通过采用上述技术方案，将上述的极片表面涂层浆料均匀涂布在含有高极性基团(氰基、羟基、氨基)的聚合物作为粘结剂的极片表面，粉体力度小的极片表面涂层浆料与含有高极性基团的聚合物能够很好的相溶，在涂布过程中涂层之间的结合力高，能够减轻甚至防止出现卷曲的现象。
[0045]具体地，涂层材料包括陶瓷粉体和/或电解质粉体；陶瓷粉体包括勃姆石、氧化铝、氧化锆、氢氧化镁、氧化镁、硫酸钡、二氧化硅、二氧化钛中的一种或多种本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种极片表面涂层浆料，其特征在于：按重量份数计，所述涂层浆料包括：涂层材料20～40重量份；偶联剂0.5～2重量份；粘结剂3～10重量份；表面活性剂0.5～2重量份；用于溶解和分解各组分的第一溶剂40～80重量份；用于增加涂层结合力的第二溶剂5～10重量份。2.根据权利要求1所述的极片表面涂层浆料，其特征在于：所述涂层材料包括陶瓷粉体和/或电解质粉体；所述陶瓷粉体包括勃姆石、氧化铝、氧化锆、氢氧化镁、氧化镁、硫酸钡、二氧化硅、二氧化钛中的一种或多种；所述电解质粉体包括氧化物电解质粉和/或硫化物电解质粉。3.根据权利要求1所述的极片表面涂层浆料，其特征在于：所述第一溶剂为分子结构极性较低的溶剂，即第一溶剂的介电常数小于等于15。4.根据权利要求1所述的极片表面涂层浆料，其特征在于：所述粘结剂为分子结构极性较低的聚合物，即粘结剂的介电常数小于等于15。5.根据权利要求1所述的极片表面涂层浆料，其特征在于：所述第二溶剂为分子结构极性较高的溶剂，即第一溶剂的介电常数大于等于30。6.根据权利要求1所述的极片表面涂层浆料，其特征在于：所述表面活性剂为阳离子聚合物分散剂和/或阴离子聚合物分散剂。7.极片表面涂层浆料的制作方法，其特征在于：制备如权利要求1<...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐忠伟，夏旭东，许晓雄，林久，
申请(专利权)人：浙江锋锂新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：