一种电池用添加剂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供一种电池用添加剂及其制备方法和应用，所述电池用添加剂为乳胶一次颗粒形成的二次颗粒，其与电解液的亲和性良好，具有较大的比表面积和良好的溶胀性能。所述电池用添加剂用于电池极片，能够提升极片的浸润性和吸液性能，缩短电池注液工序时长，提升产能，并改善极片浸润电解液的一致性。而且，所述电池用添加剂具有大量的空隙存储电解液，能够有效提升极片的保液能力，增强锂离子传导，从而有效提升电池的性能。效提升电池的性能。效提升电池的性能。

【技术实现步骤摘要】
一种电池用添加剂及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于电池材料
，具体涉及一种电池用添加剂及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]为了适应未来电动化的需求，特别是手机、电脑、电动汽车行业以及循环能源系统的进一步发展，锂离子电池的性能提升也面临巨大的挑战。目前，市场不仅对锂离子电池的需求量越来越大，而且对锂离子电池的性能要求也逐步提高，包括电池容量的提升、能量密度的提高、循环寿命的延长、充电时间的缩短等。
[0003]常用的锂离子电池由正极片、负极片、隔膜和电解液装配而成，极片的品质直接影响了锂离子电池的综合性能。目前，商用锂离子电池的极片通常采用湿法工艺制备得到，即在集流体表面涂覆浆料并干燥而成，浆料中含有活性物质、导电添加剂和粘结剂等，粘结剂根据溶解性的不同分为水性粘结剂和油性粘结剂。为了获得性能更好的锂离子电池，采用厚度较大的电池极片是行之有效的方法之一，例如CN110061222A公开了一种锂电池浆料的制备方法及其应用，将导电剂分别分批次加入到胶液和活性材料中得到导电浆料和预混料，将导电浆料加入到预混料中进行捏合，真空脱泡，得到电池浆料；该电池浆料用于制备正负极片，特别是厚极片，具有长寿命和较高的倍率充放电性能。除了制备厚极片之外，业内采用的改善极片性质的方法还包括提高活性物质在浆料中的占比、提高极片的密实度等，从而提高锂离子电池的容量和能量密度。但是，能量密度高的极片通常存在浸润性不佳的问题，导致电解液浸润困难，阻碍离子传输，在使用后会产生锂金属析出现象，严重降低电池的循环性能、倍率性能和安全性。
[0004]为了提升极片的浸润性和保液性能，研究人员提出向浆料中加入保液剂的方法，例如CN113571673A公开了一种负极极片的制备方法，具体包括：将负极活性材料、炭黑和悬浮剂进行干混，再加入粘结剂、保液剂和溶剂，混合搅拌均匀，制成负极浆料；在铜箔上涂覆所述负极浆料，烘干，得到厚度200μm以上的负极极片。该负极浆料中的保液剂为聚氧化乙烯、聚乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚丙烯酸酯、聚苯乙烯中的一种，与普通的极片相比，保液剂的加入能够在一定程度上改进浸润性和保液性，但效果比较局限，不能很好地解决极片和电池的循环性能问题。
[0005]电池极片对锂离子电池性能的影响还体现在制程工艺中。在锂离子电池的生产过程中，有一道工序是向电池内部注入电解液。注液工序是锂离子电池生产中非常重要的工序，注液量的精度及注液效率的高低直接决定了锂离子电池的一致性和生产效率。目前，极片的浸润性不良，且因卷绕、叠片、挤压等因素，导致其吸液效率比较低，需要较长的时间注液，且容易发生吸液不均匀的情况，严重影响电池生产效率和良品率。同时，由于极片的保液能力有限，电池循环过程中电解液的消耗速度快，导致电池的循环性能不佳。
[0006]因此，提升极片的浸润性和极片的吸液、保液能力，是本领域的研究重点。

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池用添加剂及其制备方法和应用，所述电池用添加剂对电解液的亲和性好，具有较大的比表面积和良好的溶胀性能，其用于电池极片中，能够显著提升极片的吸液能力和保液能力，从而提升锂离子电池的循环性能。
[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池用添加剂，所述电池用添加剂为乳胶一次颗粒形成的二次颗粒。
[0010]本专利技术提供的电池用添加剂是由乳胶一次颗粒聚集形成的二次颗粒，其与电解液的亲和性良好，具有较大的比表面积和良好的溶胀性能。所述电池用添加剂用于电池极片中，提升极片的吸液性能，缩短电池注液工序时长，提升产能；同时改善极片的浸润性，从而提升极片浸润电解液的一致性。而且，所述二次颗粒具有较高的比表面积和良好的溶胀性能，具有大量的空隙存储电解液，可以提升极片的保液能力，增强锂离子传导，从而有效提升电池的循环性能。
[0011]优选地，所述电池用添加剂为极片添加剂，进一步优选为负极添加剂。
[0012]优选地，所述二次颗粒的粒径为0.5
‑
100.0μm，例如可以为1.0μm、3.0μm、5.0μm、8.0μm、10.0μm、15.0μm、20.0μm、25.0μm、30.0μm、35.0μm、40.0μm、45.0μm、50.0μm、55.0μm、60.0μm、65.0μm、70.0μm、75.0μm、80.0μm、85.0μm、90.0μm或95.0μm，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本专利技术不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
[0013]优选地，所述二次颗粒的比表面积≥10m2/g，例如可以为15m2/g、20m2/g、25m2/g、30m2/g、50m2/g、80m2/g、100m2/g、200m2/g、300m2/g、350m2/g、400m2/g、450m2/g、500m2/g、550m2/g、600m2/g、650m2/g、700m2/g、750m2/g、800m2/g、850m2/g、900m2/g或950m2/g等。
[0014]作为本专利技术的优选技术方案，所述二次颗粒的粒径为0.5
‑
100μm，比表面积≥10m2/g，其作为电池用添加剂用于电池极片，能够提升极片的浸润性质和极片的吸液性能，并具有大量的空隙存储电解液，改善电池极片的保液能力。如果二次颗粒的粒径过小或比表面积过低，则难以很好地溶胀和储存电解液，从而影响极片的吸液和保液性能；如果二次颗粒的粒径过大，可能会带来极片的涂布加工异常。
[0015]优选地，所述二次颗粒的溶胀率为100％
‑
10000％，例如可以为200％、300％、500％、700％、900％、1000％、2000％、3000％、4000％、5000％、6000％、7000％、8000％或9000％，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本专利技术不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
[0016]示例性地，所述溶胀率指二次颗粒在电解液中85℃浸泡24h后的质量变化率。
[0017]优选地，所述乳胶一次颗粒为聚合物乳胶一次颗粒。
[0018]优选地，所述乳胶一次颗粒包括苯丙乳胶颗粒、丁苯乳胶颗粒、纯丙乳胶颗粒、丁腈乳胶颗粒、醋丙乳胶颗粒、硅丙乳胶颗粒、聚偏氟乙烯乳胶颗粒或聚四氟乙烯乳胶颗粒中的任意一种或至少两种的组合。
[0019]优选地，所述乳胶一次颗粒的粒径为20
‑
600nm，例如可以为40nm、60nm、80nm、100nm、120nm、150nm、180nm、200nm、220nm、250nm、280nm、300nm、320nm、350nm、380nm、400nm、420nm、450nm、480nm、500nm、520nm、550nm或580nm，以及上述点值之间的具体点值，
限于篇幅及出于简明的考虑，本专利技术不再穷尽列举所述范围包括的具体点值，进一步优选50...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电池用添加剂，其特征在于，所述电池用添加剂为乳胶一次颗粒形成的二次颗粒。2.根据权利要求1所述的电池用添加剂，其特征在于，所述二次颗粒的粒径为0.5
‑
100.0μm；优选地，所述二次颗粒的比表面积≥10m2/g；优选地，所述二次颗粒的溶胀率为100％
‑
10000％。3.根据权利要求1或2所述的电池用添加剂，其特征在于，所述乳胶一次颗粒包括苯丙乳胶颗粒、丁苯乳胶颗粒、纯丙乳胶颗粒、丁腈乳胶颗粒、醋丙乳胶颗粒、硅丙乳胶颗粒、聚偏氟乙烯乳胶颗粒或聚四氟乙烯乳胶颗粒中的任意一种或至少两种的组合；优选地，所述乳胶一次颗粒的粒径为20
‑
600nm。4.一种如权利要求1
‑
3任一项所述的电池用添加剂的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：将聚合物乳液喷雾干燥，形成二次颗粒，得到所述电池用添加剂。5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述聚合物乳液包括苯丙乳液、丁苯乳液、纯丙乳液、丁腈乳液、醋丙乳液、硅丙乳液、聚偏氟乙烯乳液或聚四氟乙烯乳液中的任意一种或至少两种的组合；优选地，所述聚合物乳液的固含量为30
‑
80％。6.根据权利要求4或5所述的制备方法，其特征在于，所述喷雾干燥的...

【专利技术属性】
技术研发人员：岳敏，王伟华，刘俊，
申请(专利权)人：宣城研一新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：