一种电极浆料组合物及其制备方法和用途技术

本发明专利技术提供一种电极浆料组合物及其制备方法和用途。所述电极浆料组合物包括活性物质、导电剂和粘合剂；所述粘合剂包括氟化乙烯丙烯共聚物乳液、聚四氟乙烯乳液和羧甲基纤维素溶液的组合。本发明专利技术采用氟树脂粘结剂制备得到的电极浆料组合物不仅改善了不同组分的分散性能，增强了各组分的粘合力。同时，电极浆料组合物的制备方法具有分散性良好、生产效率高以及制备得到的电极电化学性能优异的特点。以及制备得到的电极电化学性能优异的特点。

【技术实现步骤摘要】
一种电极浆料组合物及其制备方法和用途


[0001]本专利技术属于电池材料
，具体涉及一种电极浆料组合物及其制备方法和用途。

技术介绍

[0002]超级电容器作为一种高功率器件，在新能源汽车、工业自动化、轨道交通和电力电子等领域得到了广泛应用。超级电容器的电极制备是超级电容器制造中最核心的技术部分，相比于传统的水性粘结剂(羧甲基纤维素/丁苯橡胶)，采用聚四氟乙烯(PTFE)作为粘结剂的超级电容器电极具有更优越的电化学性能。
[0003]CN101313377A提出了一种采用聚四氟乙烯为粘结剂，采用干粉轧制成膜的方式制备超级电容电极。这种超级电容器电极制备过程中不使用溶剂，电极含水量低，并具有优异的电化学性能。但这种电极制备方法相较传统的湿膜制备电极方法，其的生产效率较差，且难以做到粘接剂、导电剂和活性炭的干颗粒均匀分散。
[0004]CN104319114A提出了将活性炭、导电剂和PTFE乳液在搅拌机中稀释后均匀搅拌成浆料，再通过浆料烘至半干后轧制成膜制备超级电容电极的方法。这种电极制备方法能够有效地解决固体颗粒均匀分散的问题，但仍不能解决轧膜工艺的生产效率较差的问题。
[0005]采用传统湿法混浆工艺中加入PTFE作为粘结剂往往存在PTFE不能有效纤维化、PTFE纤维化后浆料聚团以及无流动性不能涂布的问题。CN108878172A提出了一种采用酸性气体将超级电容器浆料中PTFE破乳纤维化，并加入粒状粘结剂进行共同粘接的湿膜电极制备方法，制备出了性能优异和粘接效果良好的超级电容极片。然而，这种制备方法中PTFE粘结剂含量需要保持为较低水平，以避免产生浆料团聚和流动性差的问题。
[0006]因此，在本领域中，期望开发一种基于PTFE粘结剂体系的电极浆料，不仅能够解决不同组分分散均匀的问题，同时PTFE粘结剂能够充分纤维化，并且电极浆料的制备工艺简单，生产效率高。

技术实现思路

[0007]针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种电极浆料组合物及其制备方法和用途。本专利技术采用氟树脂粘结剂制备得到的电极浆料组合物不仅改善了不同组分的分散性能，增强了各组分的粘合力。同时，电极浆料组合物的制备方法具有分散性良好、生产效率高以及制备得到的电极电化学性能优异的特点。
[0008]为达到此专利技术目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0009]第一方面，本专利技术提供一种电极浆料组合物，所述电极浆料组合物包括活性物质、导电剂和粘合剂；
[0010]所述粘合剂包括氟化乙烯丙烯共聚物乳液、聚四氟乙烯乳液和羧甲基纤维素溶液的组合。
[0011]本专利技术通过利用氟化乙烯丙烯共聚物乳液、聚四氟乙烯乳液和羧甲基纤维素溶液
的组合的粘结剂，增强了电极浆料组合物的粘结性能，并且电极浆料组合物具有良好的流动性和分散性。
[0012]优选地，所述氟化乙烯丙烯共聚物乳液为聚全氟乙丙烯乳液。
[0013]优选地，所述氟化乙烯丙烯共聚物和聚四氟乙烯在电极浆料组合物中的固体质量比为(10:90)～(90:10)，例如可以为10:90，15:85，20:80，25:75，30:70，35:65，40:60，45:55，50:50，55:45，60:40，65:35，70:30，75:25，80:20，85:15，90:10。
[0014]作为本专利技术优选的技术方案，所述氟化乙烯丙烯共聚物和聚四氟乙烯在电极浆料组合物中的固体质量比为(30:70)～(70:30)，例如可以为30:70、35:65、40:60、45:55、50:50、55:45、60:40、65:35、70:30。
[0015]在本专利技术中，通过调整所述氟化乙烯丙烯共聚物和聚四氟乙烯的固体质量比，使得氟树脂粘结剂更好的在浆料中均匀分散和避免团聚，氟化乙烯丙烯共聚物和聚四氟乙烯的固体质量比过低，则会高速分散过程中氟树脂粘结剂发生团聚导致浆料结块流动性降低，反之则会浆料粘接力不够、涂层疏松掉粉。
[0016]优选地，以电极浆料固体物的总质量为100％计，所述羧甲基纤维素的重量百分含量为0.3％～1％，例如可以为0.3％，0.32％，0.35％，0.37％，0.4％，0.42％，0.45％，0.47％，0.5％，0.52％，0.55％，0.57％，0.6％，0.62％，0.65％，0.67％，0.7％，0.72％，0.75％，0.77％，0.8％，0.82％，0.85％，0.87％，0.9％，0.92％，0.95％，0.97％，1％。
[0017]在本专利技术中，通过调整所述羧甲基纤维素的重量百分含量，使得浆料具有合适的黏度不易发生沉降以及利于涂布，羧甲基纤维素的重量百分含量过低，则会导致浆料发生沉降，并且电极涂布面密度不稳定，反之则会浆料粘度过高，同时流动性差不利于涂布，电极表面存在漏箔掉粉等涂布不良现象。
[0018]优选地，所述电极浆料组合物的粘度为1000～3000mPa
·
s，例如可以为1000mPa
·
s，1200mPa
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s，1500mPa
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s，1700mPa
·
s，2000mPa
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s，2200mPa
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s，2500mPa
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s，2700mPa
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s，3000mPa
·
s。
[0019]在本专利技术中，通过调整所述电极浆料组合物的粘度，使得浆料具有更好的流动性和电极良好的涂布效果，粘度过低则会电极涂布面密度不稳定，易造成涂层厚度不均，反之则会浆料流动性差，涂布过程中漏箔掉粉等问题发生。
[0020]优选地，所述活性物质包括活性炭、活性炭纤维或碳气凝胶中的任意一种或至少两种的组合。
[0021]优选地，所述导电剂包括导电炭黑、乙炔黑、碳纳米管或石墨烯中的任意一种或至少两种的组合。
[0022]第二方面，本专利技术提供了一种制备第一方面所述的电极浆料组合物的方法，所述方法包括以下步骤：
[0023]将活性物质、导电剂、氟化乙烯丙烯共聚物乳液和聚四氟乙烯乳液进行混合和高压纤维化处理，而后加入羧甲基纤维素溶液进行分散，得到所述电极浆料组合物。
[0024]优选地，所述混合在搅拌下进行。
[0025]优选地，所述搅拌的速率为500～2500r/min，例如可以为500r/min，800r/min，1200r/min，1500r/min，2000r/min，2500r/min。
[0026]优选地，所述高压纤维化的压力为150～350MPa，例如可以为150MPa，170MPa，
200MPa，220MPa，250MPa，270MPa，300MPa，320MPa，350MPa。
[0027]在本专利技术中，通过调整所述高压纤维化的压力，使得氟树脂粘结剂充分纤维化，压力过低则会导致氟树脂纤维化不够充分、粘接力弱以及极片外观较差表面存在浮粉，反之则会造成氟树脂分子结构的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电极浆料组合物，其特征在于，所述电极浆料组合物包括活性物质、导电剂和粘合剂；所述粘合剂包括氟化乙烯丙烯共聚物乳液、聚四氟乙烯乳液和羧甲基纤维素溶液的组合。2.根据权利要求1所述的电极浆料组合物，其特征在于，所述氟化乙烯丙烯共聚物乳液为聚全氟乙丙烯乳液；优选地，所述氟化乙烯丙烯共聚物和聚四氟乙烯的固体质量比为(10:90)～(90:10)，优选为(30:70)～(70:30)。3.根据权利要求1或2所述的电极浆料组合物，其特征在于，以电极浆料固体物的总质量为100％计，所述羧甲基纤维素的重量百分含量为0.3％～1％。4.根据权利要求1
‑
3中任一项所述的电极浆料组合物，其特征在于，所述电极浆料组合物的粘度为1000～3000mPa
·
s。5.根据权利要求1
‑
4中任一项所述的电极浆料组合物，其特征在于，所述活性物质包括活性炭、活性炭纤维或碳气凝胶中的任意一种或至少两种的组合。6.根据权利要求1

【专利技术属性】
技术研发人员：章庆林，薛鑫，周义荣，安仲勋，吴明霞，黄廷立，
申请(专利权)人：上海奥威科技开发有限公司，
类型：发明
国别省市：