复合浆料及其制备方法、复合层、电池技术

本申请公开了一种复合浆料及其制备方法、复合层、电池，涉及电池技术领域。制备方法包括：提供导电材料，导电材料包括二维材料和/或三维材料，二维材料包括类石墨烯层状化合物，三维材料包括无机镀膜氧化物、碳材料中的一种或几种；将导电材料加入至溶剂中，待达到第一粘度η1后，得到预分散浆料；提供粘结剂，将粘结剂加入预分散浆料中，待达到第二粘度η2后，得到复合浆料。本申请提供的制备方法通过两次粘度调节得到复合浆料，有利于导电材料的均匀分散，避免发生团聚，从而有利于后续的涂覆，制备均匀涂层，进而提高电池的库伦效率和循环稳定性；该制备方法生产成本较低，操作简单，方便量产，产品一致性高，有利于大规模生产应用。有利于大规模生产应用。有利于大规模生产应用。

【技术实现步骤摘要】
复合浆料及其制备方法、复合层、电池


[0001]本申请涉及电池
，尤其涉及一种复合浆料的制备方法、所述制备方法的制备的复合浆料、包含所述复合浆料的复合层、以及包含所述复合层的电池。

技术介绍

[0002]随着化石能源的不断消耗，锂离子电池作为一种高效的储能设备已经广泛应用于各个领域。消费者对消费电池的续航时间、动力电池的续航里程、储能电池的使用寿命等提出了更高的要求，因此，具有更高能量密度、更长安全循环寿命的锂二次电池一直是学术界和产业界关注的重点。传统的锂二次电池使用石墨作为电池的负极，该负极材料不仅包含活性物质，同时采用铜箔作为集流体来构建电子导电网络。然而，石墨负极仅用来接收电池充电过程中正极传导到负极的锂离子，本身并不提供锂离子。因此，如果负极只用铜箔集流体，理论上并不会影响电池比容量的发挥，而负极重量的减轻，能很大程度上降低电池的重量，进而提高电池的能量密度。
[0003]然而，铜箔作为负极材料增加了沉积在铜箔表面的金属锂和电解液发生副反应的几率，极大地降低了电池的库伦效率，导致电池循环很少的圈数之后便失活。同时，沉积在铜箔上的金属锂更容易产生锂枝晶，导致电池发生短路，造成电池着火或爆炸，引发安全隐患。针对上述问题，研发人员提出了多种改善方法，其中常见的方法有两种，一种是在铜箔表面生成一层稳定的固态电解质界面层(SEI)，进而调控金属锂沉积，提高金属锂利用率，但这种方法随着添加剂的不断消耗，后期仍有安全隐患；另一种是构筑原位或非原位人工SEI，提高电芯循环寿命，同时提高电芯的使用安全性，但这种方法成本较大，不方便实现工业化批量生产。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本申请提供一种复合浆料及其制备方法、复合层、电池，旨在改善现有电池的库伦效率较低的问题。
[0005]本申请实施例是这样实现的，一种复合浆料的制备方法，包括如下步骤：
[0006]提供导电材料，所述导电材料包括二维材料和/或三维材料，所述二维材料包括类石墨烯层状化合物，所述三维材料包括无机镀膜氧化物、碳材料中的一种或几种；
[0007]将所述导电材料加入至溶剂中，待达到第一粘度η1后，得到预分散浆料；
[0008]提供粘结剂，将所述粘结剂加入所述预分散浆料中，待达到第二粘度η2后，得到复合浆料。
[0009]可选的，在本申请的一些实施例中，所述第一粘度η1为1000～2000mPa
·
s；和/或
[0010]所述第二粘度η2为3000～5000mPa
·
s。
[0011]可选的，在本申请的一些实施例中，当所述导电材料包括所述二维材料和所述三维材料时，先加入所述二维材料至所述溶剂中，再加入所述三维材料至所述溶剂中。
[0012]可选的，在本申请的一些实施例中，所述类石墨烯层状化合物包括二硫化钼、二硫
化钨、二硒化钨、氮化硼、氮化碳、石墨烯中的一种或几种；和/或
[0013]所述无机镀膜氧化物包括氧化铝、氧化锌、氧化锆、氧化镁、二氧化硅中的一种或几种；和/或
[0014]所述碳材料包括金刚石；和/或
[0015]所述粘结剂包括LA132粘结剂、丁苯橡胶、羧甲基纤维素钠中的一种或几种；和/或
[0016]所述溶剂包括N
‑
甲基吡咯烷酮、苯、甲苯、苯甲醚、乙醚、四氢呋喃中的一种或几种。
[0017]可选的，在本申请的一些实施例中，当所述导电材料包括所述二维材料和所述三维材料时，所述二维材料和所述三维材料的质量比为5：(1～25)；和/或
[0018]所述预分散浆料中，所述导电材料的总质量分数为0.5wt％～20wt％；和/或
[0019]所述粘结剂的质量为所述预分散浆料的0.5％～5％。
[0020]可选的，在本申请的一些实施例中，所述将所述导电材料加入至所述溶剂中在搅拌下进行；和/或
[0021]在所述导电材料加入至所述溶剂的过程中，还包括进行抽负压处理；和/或
[0022]在所述导电材料加入至所述溶剂的过程中，所述溶剂的压强为0.01～0.05Mpa。
[0023]可选的，在本申请的一些实施例中，所述搅拌的转速为1000～6000r/min；和/或
[0024]所述搅拌的时间为1～6h。
[0025]可选的，在本申请的一些实施例中，在所述导电材料加入至所述溶剂的过程中产生气泡时，加入消泡剂；和/或
[0026]在所述导电材料加入至所述溶剂的过程中产生气泡时，进行转速调整。
[0027]可选的，在本申请的一些实施例中，所述消泡剂包括聚醚、聚硅氧烷中的一种或几种；和/或
[0028]所述消泡剂的质量为所述溶剂与所述导电材料的质量和的0.1％～0.5％；和/或
[0029]所述转速调整包括减速至1000～3000r/min，所述减速的速率为100～800r/min。
[0030]相应的，本申请实施例还提供一种复合浆料，由上述的制备方法制得。
[0031]相应的，本申请实施例还提供一种复合层，包括基膜和设置在所述基膜上的涂层，所述涂层的材料包括上述的制备方法制得的复合浆料，或者包括上述复合浆料。
[0032]可选的，在本申请的一些实施例中，所述涂层的厚度为0.1～10μm；和/或
[0033]所述基膜包括正极箔片、负极箔片、隔膜。
[0034]可选的，在本申请的一些实施例中，所述正极箔片包括铝箔；和/或
[0035]所述负极箔片包括铜箔、铝箔；和/或
[0036]所述隔膜包括织造膜、非织造膜、微孔膜、复合膜、隔膜纸、碾压膜、单层聚丙烯膜、单层聚乙烯膜、单层聚丙烯/陶瓷涂覆、单层聚乙烯/陶瓷涂覆、单层聚丙烯/单层聚乙烯膜、单层聚丙烯/单层聚乙烯/单层聚丙烯膜、聚酯膜、纤维素膜、聚酰亚胺膜、聚酰胺膜、氨纶膜、芳纶膜中的一种或几种。
[0037]相应的，本申请实施例还提供一种电池，包括上述的复合层。
[0038]本申请所述的复合浆料的制备方法，先在搅拌下得到第一粘度η1的预分散浆料后，再通过粘结剂调节得到第二粘度η2的复合浆料，有利于导电材料的均匀分散，避免发生团聚，从而有利于后续的涂覆，制备均匀涂层，进而提高电池的库伦效率和循环稳定性；所
述制备方法生产成本较低，操作简单，方便量产，产品一致性高，有利于大规模生产应用。
附图说明
[0039]为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
[0040]图1是本申请实施例提供的一种复合浆料的制备方法流程图；
[0041]图2是本申请电池实施例1提供的涂覆涂层的铜箔图；
[0042]图3是本申请电池实施例1和电池对比例2提供的库伦效率图；
[0043本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种复合浆料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：提供导电材料，所述导电材料包括二维材料和/或三维材料，所述二维材料包括类石墨烯层状化合物，所述三维材料包括无机镀膜氧化物、碳材料中的一种或几种；将所述导电材料加入至溶剂中，待达到第一粘度η1后，得到预分散浆料；提供粘结剂，将所述粘结剂加入所述预分散浆料中，待达到第二粘度η2后，得到复合浆料。2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述第一粘度η1为1000～2000mPa
·
s；和/或所述第二粘度η2为3000～5000mPa
·
s。3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，当所述导电材料包括所述二维材料和所述三维材料时，先加入所述二维材料至所述溶剂中，再加入所述三维材料至所述溶剂中。4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述类石墨烯层状化合物包括二硫化钼、二硫化钨、二硒化钨、氮化硼、氮化碳、石墨烯中的一种或几种；和/或所述无机镀膜氧化物包括氧化铝、氧化锌、氧化锆、氧化镁、二氧化硅中的一种或几种；和/或所述碳材料包括金刚石；和/或所述粘结剂包括LA132粘结剂、丁苯橡胶、羧甲基纤维素钠中的一种或几种；和/或所述溶剂包括N
‑
甲基吡咯烷酮、苯、甲苯、苯甲醚、乙醚、四氢呋喃中的一种或几种。5.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，当所述导电材料包括所述二维材料和所述三维材料时，所述二维材料和所述三维材料的质量比为5：(1～25)；和/或所述预分散浆料中，所述导电材料的总质量分数为0.5wt％～20wt％；和/或所述粘结剂的质量为所述预分散浆料的0.5％～5％。6.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述将所述导电材料加入至所述溶剂中在搅拌下进行；和/或在所述导电材料...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭峰，魏文硕，郑立娟，乐超，赵江辉，涂玉祖，谢茂玲，张果，王国荣，
申请(专利权)人：浙江正泰电器股份有限公司，
类型：发明
国别省市：