氯化聚偏氟乙烯材料的制备方法及其用途技术

本发明专利技术提供一种氯化聚偏氟乙烯材料的制备方法，包括以下步骤：（1）将聚偏氟乙烯粉末放入管状氯化设备中，通入流速为0.5~5 mL/min的氩气0.5~2h以排除空气；（2）将管状氯化设备中通入含氯气体，控制流速为0.3～700mL/min，控制反应温度为40～60℃，反应8～16h，得到氯化聚偏氟乙烯材料。本发明专利技术的氯化聚偏氟乙烯材料的制备方法，采用氯改性PVDF，能够很好地减缓正极在充放电过程中引起的应力

【技术实现步骤摘要】
氯化聚偏氟乙烯材料的制备方法及其用途


[0001]本专利技术涉及属于电池制备
，尤其涉及一种氯化聚偏氟乙烯材料的制备方法及其用途。

技术介绍

[0002]锂离子电池 (LIBs)于1991年首次引入市场。由于具有较高的比容量和比能量，LIBs广泛应用于汽车工业用电动工具、混合动力电动汽车和电动汽车以及日常生活用便携式设备；粘结剂，尤其是正极粘结剂是结合活性物质、导电剂与集流体，稳定电极结构，保持电极在电池充放电过程中结构完整稳定的重要组成。粘结剂的实效会导致电极材料活性物质失效，以及电绝缘或者离子绝缘，使得电极材料失效，引起电池性能劣化；目前在锂离子正极材料使用的粘结剂为聚偏氟乙烯PVDF，该粘结剂具有较好的粘接性能，但是也存在一定的缺点，比如电子与离子电导率差容易招成一定的溶胀，抗充放电所产生的应力应变能力较差，从而使得电池循环寿命，功率特性等方面受到明显的限制。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于克服现有技术中存在的不足，提供一种氯化聚偏氟乙烯材料的制备方法及其用途，制备的氯化PVDF具有很好的离子电导率，粘接强度高，能够很好地减缓正极在充放电过程中引起的应力
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应变，提高电极的机械性能，从而提高了电极的倍率特性以及长循环特性。
[0004]本专利技术采用的技术方案是：一种氯化聚偏氟乙烯材料的制备方法，其中：包括以下步骤：（1）将聚偏氟乙烯粉末放入管状氯化设备中，通入流速为0.5~5 mL/min的氩气0.5~2h以排除空气；（2）将管状氯化设备中通入含氯气体，控制流速为0.3～700mL/min，控制反应温度为40～60℃，反应8～16h，得到氯化聚偏氟乙烯材料。
[0005]优选的是，所述的氯化聚偏氟乙烯材料的制备方法，其中：所述步骤（1）中PVDF的分子量大于60万。
[0006]优选的是，所述的氯化聚偏氟乙烯材料的制备方法，其中：所述步骤（1）中PVDF的粒度为2~100目。
[0007]优选的是，所述的氯化聚偏氟乙烯材料的制备方法，其中：所述步骤S2的含氯气体为含3~58%v/v Cl2的N2。
[0008]一种聚偏氟乙烯材料在制备电极片或电池中的用途。
[0009]优选的是，所述制备电极片的用途，其中：所述制备电极片具体包括以下步骤：S1.调浆：将电极材料、导电剂、氯化聚偏氟乙烯材料混合，搅拌均匀，制成电极浆料；S2.涂覆：将制得的电极浆料均匀涂布在铝箔上，涂覆厚度5~1050μm，置于60~80℃
的鼓风干燥箱中干燥1~2h，随后转移至真空烘箱中，60~80℃干燥6~12h，得到电极片。
[0010]优选的是，所述制备电极片的用途，其中：所述步骤S1电极材料：导电剂：粘结剂质量比为0.8
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0.95:1:1。
[0011]优选的是，所述制备电池中的用途，其中：所述制备电池具体包括以下步骤：S11.调浆：将电极材料、导电剂、氯化聚偏氟乙烯材料混合，搅拌均匀，制得电极浆料，所述电极材料、导电剂、氯化聚偏氟乙烯材料质量比为8:1:1；S12.涂覆：将制得的电极浆料均匀涂布在铝箔上，涂覆厚度50~150μm，置于60~80℃的鼓风干燥箱中干燥1~2h，随后转移至真空烘箱中，60~80℃干燥6~12h，得到电极片；S13.电池组装：将步骤S12获得的电极片作为电池正极，锂片作为负极，进行电池组装，得到电池。
[0012]优选的是，所述制备电池中的用途，其中：所述步骤S11导电剂为乙炔黑、碳纤维、碳纳米管和石墨烯的一种或多种。
[0013]本专利技术的优点在于：本专利技术的氯化聚偏氟乙烯材料的制备方法，采用氯改性PVDF，能够很好地减缓正极在充放电过程中引起的应力
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应变，提高电极的机械性能，从而提高了电极的倍率特性以及长循环特性；本专利技术的制备条件温和，采用低温条件氯化，适合规模化生产。
附图说明
[0014]图1为制备氯化聚偏氟乙烯材料的装置示意图。
[0015]图2为实施例6中分别使用PVDF材料和Cl
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PVDF粉末制备电池的循环曲线图。
[0016]图3为实施例6中分别使用PVDF材料和Cl
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PVDF粉末制备电池的倍率曲线图。
具体实施方式
[0017]下面结合具体实施例对本专利技术作进一步说明。
[0018]实施例1一种氯化聚偏氟乙烯材料的制备方法，其中：包括以下步骤：（1）将分子量大于60万、粒度为40目的聚偏氟乙烯粉末放入管状氯化设备中，通入流速为1 mL/min的氩气2h以排除空气；（2）将管状氯化设备中通入含3%v/v Cl2的N2，其流速为3mL/min，控制反应温度为40℃，反应16h，得到Cl
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PVDF粉末。
[0019]实施例2一种氯化聚偏氟乙烯材料的制备方法，其中：包括以下步骤：（1）将分子量大于60万、粒度为40目的聚偏氟乙烯粉末放入管状氯化设备中，通入流速为5 mL/min的氩气0.5h以排除空气；（2）将管状氯化设备中通入含8%v/v Cl2的N2，其流速为7mL/min，其流速为7 mL/min，控制反应温度为65℃，反应8h，得到Cl
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PVDF粉末。
[0020]实施例3一种氯化聚偏氟乙烯材料的制备方法，其中：包括以下步骤：（1）将分子量大于80万、粒度为40目的聚偏氟乙烯粉末放入管状氯化设备中，通入
流速为2 mL/min的氩气1h以排除空气；（2）将管状氯化设备中通入含5%v/v Cl2的N2，其流速为5mL/min，其流速为5 mL/min，控制反应温度为50℃，反应12h，得到Cl
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PVDF粉末。
[0021]实施例4一种氯化聚偏氟乙烯材料的制备方法，其中：包括以下步骤：（1）将分子量大于80万、粒度为40目的聚偏氟乙烯粉末放入管状氯化设备中，通入流速为2 mL/min的氩气1h以排除空气；（2）将管状氯化设备中通入含45%v/v Cl2的N2，其流速为5mL/min，其流速为5 mL/min，控制反应温度为50℃，反应12h，得到Cl
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PVDF粉末。
[0022]实施例5将PVDF、以及实施例1~4获得的Cl
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PVDF材料分别用于制备电池，具体步骤包括：S11调浆：按照 8:1:1 的质量比将NCM811材料、导电剂（导电碳纤维VGCF）、粘结剂（PVDF或者Cl
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PVDF材料）混合，搅拌均匀，制成电极浆料；S12涂覆：将制得的电极浆料均匀涂布在铝箔上，涂覆厚度100μm，置于70℃的鼓风干燥箱中干燥1.5h，随后转移至真空烘箱中，70℃干燥9h，得到电极片；S13电池组装：将步骤S12获得的NCM811电极片作为扣式电池正极，锂片作为负极，进行扣式电池组装，获得5种电池编号为1~5。
[0023]实验例6PVDF材料以及实施例3制备的Cl
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PVDF粉末经过实施例5制备本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种氯化聚偏氟乙烯材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：（1）将聚偏氟乙烯粉末放入管状氯化设备中，通入流速为0.5~5 mL/min的氩气0.5~2h以排除空气；（2）将管状氯化设备中通入含氯气体，控制流速为0.3～700mL/min，控制反应温度为40～60℃，反应8～16h，得到氯化聚偏氟乙烯材料。2.根据权利要求1所述的氯化聚偏氟乙烯材料的制备方法，其特征在于：所述步骤（1）中PVDF的分子量大于60万。3.根据权利要求1所述的氯化聚偏氟乙烯材料的制备方法，其特征在于：所述步骤（1）中PVDF的粒度为2~100目。4.根据权利要求1所述的氯化聚偏氟乙烯材料的制备方法，其特征在于：所述步骤S2的含氯气体为含3~58%v/v Cl2的N2。5.一种如权利要求1所述的聚偏氟乙烯材料在制备电极片或电池中的用途。6.根据权利要求5所述制备电极片的用途，其特征在于：所述制备电极片具体包括以下步骤：S1.调浆：将电极材料、导电剂、氯化聚偏氟乙烯材料混合，搅拌均匀，制成电极浆料；S...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚晓青，徐勇，高洁，
申请(专利权)人：江苏超电新能源科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：