一种底涂浆料、正极片、电芯及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种底涂浆料、正极片、电芯及其制备方法，该底涂浆料包括导电胶和功能材料，其中，功能材料为磷酸铁锂材料、陶瓷材料中的至少一种；导电胶包括如下质量百分数的原料组成：环氧树脂预聚体:2

【技术实现步骤摘要】
一种底涂浆料、正极片、电芯及其制备方法


[0001]本专利技术属于锂离子电池
，具体涉及一种底涂浆料、正极片、电芯及其制备方法。

技术介绍

[0002]随着3C数码产品的技术不断发展，对锂电池容量与电压需求越来越高，安全问题系数难度也越来越大，推动了终端市场对锂电池安全技术高度关注与快速发展需求。通常锂电池最危险一种安全失效模式为满电阳极膜片与空铝箔短接，这种短路模式会瞬间产生大量热量，从而导致电芯快速热失控起火。
[0003]目前业内解决该问题主要是通过以下两种方法：(1)正极集流体Al箔表面底涂磷酸铁锂；(2)正极集流体Al箔表面底涂陶瓷；通过这两种常见安全底涂方式，避免空Al箔与集流体直接短接，从而提升安全性能。但这两种方法均存在恶化内阻、降低电芯克容量、动力学恶化、高温循环恶化、安全涂层容易掉落等问题。
[0004]因此，急需开发一种新型的安全底涂方式解决上述方法存在的问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于：开发一种新型的安全底涂浆料，兼顾电芯安全同时可解决现有安全电芯内阻大、动力学恶化、克容量低等问题，是一种兼顾优良动力学、低内阻的安全电芯技术。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0007]一种底涂浆料，包括导电胶和功能材料，其中，所述功能材料为磷酸铁锂材料、陶瓷材料中的至少一种；所述导电胶包括如下质量百分数的原料组成：环氧树脂预聚体:2
‑
8％、固化剂:1
‑
5％、导电填料:3
‑
10％、溶剂:80
‑
90％。
[0008]优选的，所述导电胶与所述功能材料的质量比为(35
‑
45):(55
‑
65)。
[0009]优选的，所述陶瓷材料为氧化铝、氧化锆、勃姆石、氧化镁、氧化硅和氧化钙中的至少一种。
[0010]优选的，所述环氧树脂预聚体为缩水甘油醚类双酚A型环氧树脂、缩水甘油醚类双酚F型环氧树脂中的至少一种。
[0011]优选的，所述固化剂为三乙胺、2
‑
乙基
‑4‑
甲基咪唑和二甲基咪唑中的至少一种。
[0012]优选的，所述导电填料为单壁碳纳米管与导电碳的混合物。
[0013]优选的，所述单壁碳纳米管与所述导电碳的质量比为1:1。
[0014]优选的，所述溶剂为N
‑
甲基吡咯烷酮、丙酮、乙醇、丙醇、异丙醇和乙二醇中的至少一种。
[0015]本专利技术还提供一种正极片，包括正极浆料和正极集流体，所述正极集流体为涂覆有上述底涂浆料的正极集流体。
[0016]本专利技术还提供一种安全电芯，包括正极片、负极片和间隔于所述正极片和所述负
极片之间的隔膜，所述正极片为上述的正极片。
[0017]本专利技术还提供一种上述的安全电芯的制备方法，包括以下步骤：
[0018](1)含有底涂浆料的正极集流体的制作：将导电胶与功能材料混合，搅拌分散均匀，得到底涂浆料，涂覆在正极集流体的两表面上，进行干燥，得到含有底涂浆料的正极集流体；
[0019](2)正极片的制作：将正极材料、导电剂和粘结剂溶解于N
‑
甲基吡咯烷酮溶液中，充分搅拌，使其均匀分散，得到正极浆料，涂覆在步骤(1)中所述含有底涂浆料的正极集流体两表面上，进行烘干、热压，底涂浆料中的导电胶开始进行第一次热固化，得到正极片；
[0020](3)负极片的制作：将负极材料、导电剂和粘结剂溶解于去离子水中，搅拌，使其均匀分散，得到负极浆料，涂覆在负极集流体表面上，进行烘干、常温辊压处理，得到负极片；
[0021](4)将步骤(2)中的正极片与步骤(3)中的负极片和隔膜通过卷绕的方式得到第一电芯；
[0022](5)将步骤(4)中得到的第一电芯使用铝塑膜进行第一次封装、烘烤、注液，得到第二电芯；
[0023](6)将步骤(5)中得到的第二电芯进行化成，导电胶开始进行第二次热固化，再进行第二次封装、分容、折边，即得到安全电芯。
[0024]优选的，步骤(1)中，所述干燥的温度为80～110℃，所述干燥的风速为5～10m/min。
[0025]优选的，步骤(1)中，干燥后，所述涂覆在正极集流体表面的底涂浆料的厚度为3～4μm。
[0026]优选的，步骤(2)中，热压的方式为热压复合工艺。
[0027]优选的，步骤(2)中，所述热压的温度T为130～150℃，所述热压的压力为65～85T。
[0028]优选的，步骤(2)和步骤(3)中，所述搅拌时间为10h，所述涂覆速度为4m/min，所述烘干温度为80
‑
120℃。
[0029]优选的，步骤(5)中，所述烘烤温度为80
‑
88℃。
[0030]优选的，步骤(6)中，所述化成的温度为75
‑
85℃，所述化成的气压为1.2
‑
1.4MPa。
[0031]相对于现有技术，本专利技术至少具有以下有益效果：
[0032]1)本专利技术可以有效降低现有安全电芯的内阻；导电胶将正极材料与集流体粘接在一起，降低两种物质界面接触内阻且增加了界面电子导电能力。
[0033]2)本专利技术可以提高现有安全电芯的正极克容量，从而提升电池能量密度。
[0034]3)本专利技术可以增强安全电芯的导电性，从而改善现有安全电芯低温放电差的性能；导电胶可增加了正极材料与集流体粘接性，降低高温循环正极片膨胀、降低正极界面阻抗增长、同时导电胶增强界面电子导电能力，提高了电芯在低温下放电的能力。
附图说明
[0035]图1为本专利技术实施例1正极片的结构示意图。
[0036]图2为本专利技术实施例2正极片的结构示意图。
[0037]其中，1
‑
集流体、2
‑
底涂浆料、21
‑
导电胶、22
‑
磷酸铁锂材料、23
‑
陶瓷材料、3
‑
正极材料、4
‑
极耳焊接区域。
具体实施方式
[0038]为使本专利技术的技术方案和优点更加清楚，下面将结合具体实施例，对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0039]本专利技术的第一方面，本专利技术提供一种底涂浆料，包括导电胶和功能材料，其中，功能材料为磷酸铁锂材料、陶瓷材料中的至少一种；导电胶包括如下质量百分数的原料组成：环氧树脂预聚体:2
‑
8％、固化剂:1
‑
5％、导电填料:3
‑
10％、溶剂:80
‑
90％。
[0040]在根据本本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种底涂浆料，其特征在于，包括导电胶和功能材料，其中，所述功能材料为磷酸铁锂材料、陶瓷材料中的至少一种；所述导电胶包括如下质量百分数的原料组成：环氧树脂预聚体:2
‑
8％、固化剂:1
‑
5％、导电填料:3
‑
10％、溶剂:80
‑
90％。2.根据权利要求1中所述的一种底涂浆料，其特征在于，所述导电胶与所述功能材料的质量比为(35
‑
45):(55
‑
65)。3.根据权利要求1中所述的一种底涂浆料，其特征在于，所述陶瓷材料为氧化铝、氧化锆、勃姆石、氧化镁、氧化硅和氧化钙中的至少一种。4.根据权利要求1中所述的一种底涂浆料，其特征在于，所述环氧树脂预聚体为缩水甘油醚类双酚A型环氧树脂、缩水甘油醚类双酚F型环氧树脂中的至少一种。5.根据权利要求1中所述的一种底涂浆料，其特征在于，所述固化剂为三乙胺、2
‑
乙基
‑4‑
甲基咪唑和二甲基咪唑中的至少一种；所述导电填料为单壁碳纳米管与导电碳的混合物。6.根据权利要求5中所述的一种底涂浆料，其特征在于，所述单壁碳纳米管与所述导电碳的质量比为1:1。7.根据权利要求1中所述的一种底涂浆料，其特征在于，所述溶剂为N
‑
甲基吡咯烷酮、丙酮、乙醇、丙醇、异丙醇和乙二醇中...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡小勇，李莉，陶德瑜，杜晨树，
申请(专利权)人：东莞维科电池有限公司，
类型：发明
国别省市：