粘结剂、制备方法、正极极片、二次电池及用电装置制造方法及图纸

本申请提供了一种粘结剂、制备方法、正极极片、二次电池及用电装置。粘结剂包括第一聚偏二氟乙烯和第二聚偏二氟乙烯，第一聚偏二氟乙烯的重均分子量为180万~500万，第二聚偏二氟乙烯的重均分子量小于第一聚偏二氟乙烯的重均分子量。该粘结剂在低添加量下就可以使得极片具有高的粘结力，并能提高电池的循环性能。能。能。

【技术实现步骤摘要】
粘结剂、制备方法、正极极片、二次电池及用电装置


[0001]本申请涉及二次电池
，尤其涉及一种粘结剂、制备方法、正极极片、二次电池、电池模块、电池包及用电装置。

技术介绍

[0002]近年来，二次电池广泛应用于水力、火力、风力和太阳能电站等储能电源系统，以及电动工具、电动自行车、电动摩托车、电动汽车、军事装备、航空航天等多个领域。随着二次电池应用的普及，对其循环性能、使用寿命等也提出了更高的要求。
[0003]粘结剂是二次电池中的常用材料，在电池的极片、隔离膜、封装处等均有很大需求。但是现有的粘结剂粘结性差，往往需要大量添加才能满足极片粘结力的要求，这会限制电池能量密度的提升。因此，现有的粘结剂仍有待改进。

技术实现思路

[0004]本申请是鉴于上述课题而进行的，其目的在于，提供一种粘结剂，该粘结剂在低添加量下即可以发挥优异的粘结力，使得极片具有足够的粘结强度，并且能够提高电池的循环性能。
[0005]为了达到上述目的，本申请提供了一种粘结剂，粘结剂包括第一聚偏二氟乙烯和第二聚偏二氟乙烯，第一聚偏二氟乙烯的重均分子量为180万~500万，第二聚偏二氟乙烯的重均分子量小于第一聚偏二氟乙烯的重均分子量。
[0006]该粘结剂在低添加量下就能够保证极片具有足够的粘结力，提高电池的循环性能。
[0007]在任意实施方式中，第一聚偏二氟乙烯的多分散系数为2~2.3，可选为2.1~2.3。
[0008]控制第一聚偏二氟乙烯的多分散系数在合适范围内，粘结剂在低添加量下就能使得极片具有优异的粘结力，电池在循环过程中的容量保持率进一步提高。
[0009]在任意实施方式中，第一聚偏二氟乙烯的Dv50粒径为50μm~150μm，可选为60μm~150μm。
[0010]控制第一聚偏二氟乙烯的Dv50粒径在合适范围内，粘结剂在低添加量下就能使得极片具有优异的粘结力，电池在循环过程中的容量保持率进一步提高。
[0011]在任意实施方式中，第一聚偏二氟乙烯的结晶度为40%~45%，可选为42%~45%。
[0012]控制第一聚偏二氟乙烯的结晶度在合适范围内，粘结剂在低添加量下就能使得极片具有优异的粘结力和柔性，电池在循环过程中的容量保持率进一步提高。
[0013]在任意实施方式中，第一聚偏二氟乙烯溶于N
‑
甲基吡咯烷酮制得的含有质量含量为4%的所述第一聚偏二氟乙烯的胶液的粘度为2500mPa
·
s~5000mPa
·
s，可选为3600mPa
·
s~5000mPa
·
s。
[0014]控制第一聚偏二氟乙烯的胶液的粘度在合适范围内，低添加量的粘结剂就能够保证极片具有优异的粘结力。
[0015]在任意实施方式中，第一聚偏二氟乙烯与第二聚偏二氟乙烯的质量比为1：1~4：1。
[0016]控制第一聚偏二氟乙烯与第二聚偏二氟乙烯的质量比在合适范围内，极片兼具好的加工性能和粘结力，电池在循环过程中的容量保持率能够进一步提高。
[0017]在任意实施方式中，第二聚偏二氟乙烯的重均分子量为60万~110万。
[0018]控制第二聚偏二氟乙烯的重均分子量在合适范围内，极片具有优异的粘结力，电池在循环过程中的容量保持率能够提高。
[0019]本申请的第二方面还提供一种粘结剂的制备方法，包括以下步骤：制备第一聚偏二氟乙烯：在可聚合条件下，将偏二氟乙烯单体进行聚合反应制备第一聚偏二氟乙烯，第一聚偏二氟乙烯的重均分子量为180万~500万；共混：将第一聚偏二氟乙烯与第二聚偏二氟乙烯共混制备粘结剂，其中，第二聚偏二氟乙烯的重均分子量小于第一聚偏二氟乙烯的重均分子量。
[0020]该粘结剂的制备方法简单，对环境友好，成本降低，利于工业化生产。同时该方法制备的粘结剂在低添加量下即可以满足极片粘结力的要求，有助于提高极片中正极活性材料的负载量，利于提高电池在循环过程中的容量保持率。
[0021]在任意实施方式中，共混步骤中，第一聚偏二氟乙烯与第二聚偏二氟乙烯的质量比为1：1~4：1。
[0022]控制第一聚偏二氟乙烯与第二聚偏二氟乙烯的质量比在合适范围内，极片在粘结剂低添加量下即具有优异的粘结力，电池在循环过程中的容量保持率进一步提高。
[0023]本申请的第三方面提供一种正极极片，包括正极集流体以及设置在正极集流体至少一个表面的正极膜层，正极膜层包括正极活性材料、导电剂和任意实施方式中的粘结剂或任意实施方式中的制备方法制备的粘结剂。
[0024]该正极极片在粘结剂低添加量下具有优异的粘结力。
[0025]在任意实施方式中，粘结剂的质量分数为0.8%~1.6%，基于正极膜层的总质量计。
[0026]控制粘结剂的质量分数在合适范围内在确保极片具有足够粘结力的情况下，能够提高电池极片中活性材料的负载量，有助于进一步提高电池的功率性能。
[0027]在任意实施方式中，正极活性材料为含锂的过渡金属氧化物。
[0028]在任意实施方式中，含锂的过渡金属氧化物为磷酸铁锂及其改性材料、锂镍钴锰氧化物及其改性材料中的至少一种，所述改性材料是通过掺杂、导电碳包覆、导电金属包覆、导电聚合物包覆中的一种或多种改性方式制备的。本申请的第四方面提供一种正极极片的制备方法，包括如下步骤：第一阶段：将正极活性材料、导电剂和任意实施例中的粘结剂或如任意实施例中的制备方法制备的粘结剂混合，进行第一搅拌；第二阶段：加入溶剂进行第二搅拌；第三阶段：加入分散剂进行第三搅拌，得到浆料，控制浆料粘度为在8000~15000mPa
·
s；第四阶段：在正极集流体上涂布浆料，得到正极极片。
[0029]该制备方法简单，能够使得粘结剂在溶剂中得到有效分散，能够制备得到性能稳定的正极浆料，有助于正极极片品质的提高。
[0030]在任意实施例中，第一搅拌中，搅拌公转速度为25转/分钟，搅拌时间为30分钟。
[0031]在任意实施例中，第二搅拌中，搅拌公转速度为25转/分钟，搅拌自转速度800~1000转/分钟，搅拌时间为50~80分钟。
[0032]在任意实施例中，第三搅拌中，搅拌自转速度1200~1500转/分钟，搅拌时间为50~
70分钟。
[0033]在本申请的第五方面提供一种二次电池，包括电极组件和电解液，所述电极组件包括本申请第三方面的正极极片、隔离膜和负极极片或本申请第四方面制备的正极极片、隔离膜和负极极片。
[0034]在本申请的第六方面，提供一种电池模块，包括本申请第五方面的二次电池。
[0035]在本申请的第七方面，提供一种电池包，包括本申请第六方面的电池模块。
[0036]在本申请的第八方面，提供一种用电装置，包括本申请第五方面的二次电池、第六方面的电池模块或第七方面的电池包中的至少一种。
附图说明
[0037]图1是本申请一实施方式的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种粘结剂，其特征在于，所述粘结剂包括第一聚偏二氟乙烯和第二聚偏二氟乙烯，所述第一聚偏二氟乙烯的重均分子量为180万~500万，所述第二聚偏二氟乙烯的重均分子量小于所述第一聚偏二氟乙烯的重均分子量。2.根据权利要求1所述的粘结剂，其特征在于，所述第一聚偏二氟乙烯的多分散系数为2~2.3。3.根据权利要求1所述的粘结剂，其特征在于，所述第一聚偏二氟乙烯的Dv50粒径为50μm~150μm。4.根据权利要求1至3中任一项所述的粘结剂，其特征在于，所述第一聚偏二氟乙烯的结晶度为40%~45%。5.根据权利要求1至3中任一项所述的粘结剂，其特征在于，所述第一聚偏二氟乙烯溶解于N
‑
甲基吡咯烷酮制得的含有质量含量为4%的所述第一聚偏二氟乙烯的胶液的粘度为2500mPa
·
s~5000mPa
·
s。6.根据权利要求1至3中任一项所述的粘结剂，其特征在于，所述第一聚偏二氟乙烯与所述第二聚偏二氟乙烯的质量比为1：1~4：1。7.根据权利要求1至3中任一项所述的粘结剂，其特征在于，所述第二聚偏二氟乙烯的重均分子量为60万~110万。8.一种粘结剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：制备第一聚偏二氟乙烯：在可聚合条件下，将偏二氟乙烯单体进行聚合反应制备第一聚偏二氟乙烯，所述第一聚偏二氟乙烯的重均分子量为180万~500万；共混：将所述第一聚偏二氟乙烯与第二聚偏二氟乙烯共混制备所述粘结剂，其中，所述第二聚偏二氟乙烯的重均分子量小于第一聚偏二氟乙烯的重均分子量。9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述共混步骤中，所述第一聚偏二氟乙烯与所述第二聚偏二氟乙烯的质量比为1：1~4：1。10.根据权利要求8或9所述的制备方法，其特征在于，所述制备第一聚偏二氟乙烯的聚合反应包括以下步骤：将偏二氟乙烯单体在非反应性气体氛围、6MPa~8MPa的反应压力、45℃~60℃的反应温度下反应6小时~12小时 ；加入链转移剂，待反应体系中压力降至2MPa~2.5MPa，停止反应，固液分离，保留固相。11.根据权利要求10所述的制备方法，其特征在于，所述链转移剂包括环己烷、异丙醇、甲醇以及丙酮中的一种或多种。12.根据权利要求10所述的制备方法，其特征在于，所述链转移剂的用量为所述偏二氟乙烯单体质量的1.5%~3%。13.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述制备第一聚偏二氟乙烯的聚合反应还包括以下步骤：向容器中加入溶剂和分散剂，对所述容器抽真空后充入非反应性气体；向所述容器中加入引发剂和pH调节剂，调节pH值至6.5~7，然后加入偏二氟乙烯单体，使所述容器中的压力达到6MPa~8MPa...

【专利技术属性】
技术研发人员：段连威，孙成栋，刘会会，张文帅，
申请(专利权)人：宁德时代新能源科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：