一种电芯正极陶瓷锁边胶、制备方法及叠片电池技术

本公开涉及一种电芯正极陶瓷锁边胶及其制备方法，锁边胶含有热熔性高分子聚合物和陶瓷填料；热熔性高分子聚合物选自聚偏氟乙烯、聚醋酸乙烯、乙烯丙烯酸共聚物、聚丙烯酸乙烯共聚树脂、乙烯

【技术实现步骤摘要】
一种电芯正极陶瓷锁边胶、制备方法及叠片电池


[0001]本公开涉及锂离子电池领域，具体地，涉及一种电芯正极陶瓷锁边胶、制备方法及叠片电池。

技术介绍

[0002]锂离子电池是20世纪90年代初出现的新型绿色环保化学电源。它具有电压高(单体电池电压达3.6V)、比能量大(100
‑
130Wh/Kg)、放电电压平稳、循环性能好、安全性能优以及贮存和工作寿命长等优点，是目前化学电源行业的最新发展方向之一。在锂离子电池的制作过程中，电芯锁边技术是关键而又重要的一个环节，可以影响成品锂离子电池的安全性能和电化学性能。
[0003]本公开主要解决叠片电池加工过程中，叠片完成后，转移套壳造成极片错位、隔膜打皱等加工问题，规避电池在使用过程中振动所带来的极芯在电池内部松动、错位造成的短路风险。
[0004]传统锂离子叠片电池，存在着极芯松动、错位短路等相关的制造及使用问题，因此，本领域亟需一种具有热压粘结功能的电芯陶瓷锁边胶，以解决锂离子叠片电池的加工稳定性、使用抗振性的问题，特别是类似刀片这种长叠片电池结构。

技术实现思路

[0005]本公开的目的是提供一种解决叠片电池加工制造转移错位的解决方案的陶瓷浆料。
[0006]为了实现上述目的，本公开的第一方面提供了一种电芯正极陶瓷锁边胶，所述电芯正极陶瓷锁边胶含有热熔性高分子聚合物和陶瓷填料；
[0007]所述热熔性高分子聚合物选自聚偏氟乙烯、聚醋酸乙烯、乙烯丙烯酸共聚物、聚丙烯酸乙烯共聚树脂、乙烯
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甲基丙烯酸的共聚物、聚乙烯马来酸共聚树脂、聚丙烯马来酸共聚物、聚丙烯丙烯酸共聚物、丙烯酸或马来酸改性的高密度聚乙烯、有机硅改性的高密度聚乙烯和有机硅改性的高密度聚丙烯中的至少一种；
[0008]以所述电芯正极陶瓷锁边胶的总重量计，所述热熔性高分子聚合物的质量分数为1
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20wt％，所述陶瓷填料的质量分数为10
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50wt％。
[0009]可选地，以所述电芯陶瓷锁边胶的总重量计，所述热熔性高分子聚合物的质量分数为5
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15wt％；所述陶瓷填料的质量分数为20
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40wt％。
[0010]可选地，所述陶瓷填料的粒径为0.5
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10μm；所述陶瓷填料选自勃姆石、Al2O3中的至少一种或两种混合物，优选为勃姆石。
[0011]可选地，所述电芯正极锁边胶中含有的热熔性高分子聚合物含有聚偏氟乙烯、聚丙烯酸乙烯共聚树脂、高密度聚乙烯和有机硅改性的高密度聚丙烯；优选地，以所述热熔性高分子聚合物的总重量为基准，所述热熔性高分子聚合物含有0.01
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5wt％的聚偏氟乙烯、70
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95wt％的聚丙烯酸乙烯共聚树脂、0.1
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5wt％的有机硅改性的高密度聚乙烯和0.1
‑
5wt％的有机硅改性的高密度聚丙烯。
[0012]可选地，所述电芯正极锁边胶还含有增稠剂和正极溶剂；其中，以所述电芯正极锁边胶的总质量为基准，所述增稠剂的质量分数为0.1
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5wt％，所述正极溶剂的质量分数为30
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95wt％；优选地，所述正极溶剂的质量分数为30
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80wt％。
[0013]可选地，所述增稠剂选自羧甲基纤维素钠、聚偏氟乙烯、甲基纤维素、羟甲基纤维素、聚阴离子纤维素和聚丙烯酸钠中的至少一种，优选为聚偏氟乙烯；所述正极溶剂选自N
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甲基吡咯烷酮、丙酮和甲苯中的至少一种，优选为N
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甲基吡咯烷酮。
[0014]可选地，所述电芯正极锁边胶还含有分散剂，以所述电芯正极锁边胶的总质量为基准，所述分散剂的质量分数为0.1
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5wt％。所述分散剂选自聚乙烯吡咯烷酮、聚偏氟乙烯、三乙基己基磷酸、十二烷基硫酸钠、聚丙烯酰胺和甲基戊醇中的至少一种，优选为聚乙烯吡咯烷酮。
[0015]本公开的第二方面提供了一种电芯正极陶瓷锁边胶的制备方法，所述方法包括：
[0016]将热熔性高分子聚合物与正极溶剂和氨水混合后进行胶化，得到热熔性高分子聚合物的胶液；在所述热熔性高分子聚合物的胶液加入增稠剂进行混合处理，得到第一物料；在所述第一物料中依次加入陶瓷填料和分散剂，高速分散，得到均匀的分散液。
[0017]可选地，以所述热熔性高分子聚合物的胶液的总质量为基准，所述热熔性高分子聚合物的质量分数为5
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25wt％，所述正极溶剂的质量分数为30
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95wt％，氨水的质量分数为0.1
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5wt％。
[0018]可选地，所述胶化包括将所述热熔性高分子聚合物升温后搅拌溶解并控温，所述胶化的条件包括：温度为130
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160℃，时间为300
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480min，搅拌速度为0.6
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3m/s；所述混合处理的条件包括：分散搅拌的线速度为2
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24m/s，优选为3.14
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10m/s；搅拌时间为120
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360min，优选为240
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300min；所述高速分散的条件包括：分散搅拌的线速度为1
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24m/s。
[0019]本公开的第三方面提供了一种叠片电池，所述叠片电池包括正极、负极、隔膜、正极锁边胶和负极锁边胶；所述正极包括正极集流体，所述正极集流体包括涂覆正极活性材料的区域和未涂覆正极活性材料的留箔处，所述正极锁边胶涂覆于所述未涂覆正极活性材料的留箔处表面；所述负极包括负极集流体，所述负极集流体包括涂覆负极活性材料的区域和未涂覆负极活性材料的留箔处，所述负极锁边胶涂覆于所述未涂覆负极活性材料的留箔处表面；其中，所述正极锁边胶为电芯正极陶瓷锁边胶。
[0020]通过上述技术方案，本公开锁边胶通过正极锁边胶的热熔粘结的特性，对叠片电池电芯正极进行热压粘结定型，使叠片电池实现电芯正极的锁边，可以解决叠片电池加工过程中，叠片完成后，转移套壳造成极片错位、隔膜打皱等加工问题，并且能够有效规避电池在使用过程中振动所带来的极芯在电池内部松动、错位造成的短路风险。
[0021]本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
[0022]附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：
[0023]图1是实施例1制备的叠片电池示意图；
[0024]图2是对比例1制备的叠片电池制作流程图；
[0025]图3是对比例2制备的叠片电池示意图。
[0026]附图标记说明
[0027]1、正极锁边胶
[0028]2、负极锁边胶
[0029]3、正极活性材料
[0030]4、负极活性材料
[00本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电芯正极陶瓷锁边胶，其特征在于，所述电芯正极陶瓷锁边胶含有热熔性高分子聚合物和陶瓷填料；所述热熔性高分子聚合物选自聚偏氟乙烯、聚醋酸乙烯、乙烯丙烯酸共聚物、聚丙烯酸乙烯共聚树脂、乙烯
‑
甲基丙烯酸的共聚物、聚乙烯马来酸共聚树脂、聚丙烯马来酸共聚物、聚丙烯丙烯酸共聚物、丙烯酸或马来酸改性的高密度聚乙烯、有机硅改性的高密度聚乙烯和有机硅改性的高密度聚丙烯中的至少一种；以所述电芯正极陶瓷锁边胶的总重量计，所述热熔性高分子聚合物的质量分数为1
‑
20wt％，所述陶瓷填料的质量分数为10
‑
50wt％。2.根据权利要求1所述的电芯正极陶瓷锁边胶，其中，以所述电芯陶瓷锁边胶的总重量计，所述热熔性高分子聚合物的质量分数为5
‑
15wt％；所述陶瓷填料的质量分数为20
‑
40wt％。3.根据权利要求1所述的电芯正极陶瓷锁边胶，其中，所述陶瓷填料的粒径为0.5
‑
10μm；所述陶瓷填料选自勃姆石、Al2O3中的至少一种或两种混合物，优选为勃姆石。4.根据权利要求1所述的电芯正极陶瓷锁边胶，其中，所述热熔性高分子聚合物含有聚偏氟乙烯、聚丙烯酸乙烯共聚树脂、高密度聚乙烯和有机硅改性的高密度聚丙烯；优选地，以所述热熔性高分子聚合物的总重量为基准，所述热熔性高分子聚合物含有0.01
‑
5wt％的聚偏氟乙烯、70
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95wt％的聚丙烯酸乙烯共聚树脂、0.1
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5wt％的有机硅改性的高密度聚乙烯和0.1
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5wt％的有机硅改性的高密度聚丙烯。5.根据权利要求1所述的电芯正极陶瓷锁边胶，其中，所述电芯正极锁边胶还含有增稠剂和正极溶剂；其中，以所述电芯正极锁边胶的总质量为基准，所述增稠剂的质量分数为0.1
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5wt％，所述正极溶剂的质量分数为30
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95wt％；优选地，所述正极溶剂的质量分数为30
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80wt％；可选地，所述增稠剂选自羧甲基纤维素钠、聚偏氟乙烯、甲基纤维素、羟甲基纤维素、聚阴离子纤维素和聚丙烯酸钠中的至少一种，优选为聚偏氟乙烯；所述正极溶剂选自N
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甲基吡咯烷酮、丙酮和甲苯中的至少一种，优选为N
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甲基吡咯烷酮。6.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：张晓辉，
申请(专利权)人：上海道赢实业有限公司，
类型：发明
国别省市：