一种电极极片的制备方法技术

本公开涉及一种电极极片的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：(1)第一活性材料、第一粘结剂和第一导电剂混合，得到第一活性材料浆料，第二活性材料、第二粘结剂和第二导电剂混合，得到第二活性材料浆料；(2)利用涂布的方法使第一活性材料浆料在集流体上形成第一活性材料层，第二活性材料浆料在第一活性材料层上形成第二活性材料层，得到所述电极极片；其中，所述第二粘结剂的溶胀度大于第一粘结剂的溶胀度，二者的差值为40

【技术实现步骤摘要】
一种电极极片的制备方法


[0001]本公开涉及电化学
，尤其涉及一种电极极片的制备方法。

技术介绍

[0002]锂离子电池具有高能量密度，高工作电压，自放电小等优势，在消费电子、电动汽车、储能领域有广泛的应用。随着新能源对传统能源的替代，人们对锂电池的能量密度、功率密度、安全性能、成本等提出了更高的要求。
[0003]锂离子电池的四大主材包括正极、负极、电解液和隔膜。为了提高能量密度，采取的措施一般是提升极片的活性物质的面密度，此种方法能够较高程度的提升质量能量密度和体积能量密度；但是提升活性物质面密度也会导致极片的厚度增大，不利于电解液的锂离子传输，从而会造成极片的动力学下降。另外，由于极片表层的孔隙率较底层更少，会加大锂离子从表面传输到内部的阻力。因此，在面对高功率密度和高能量密度的并行需求时，使用提升活性物质面密度的方法会出现低温放电能力不达标的安全问题。
[0004]因此，想要提供一种电极极片的制备方法，制备得到的电极极片能够提升锂离子电池的低温放电能力。

技术实现思路

[0005]为了解决上述技术问题，本公开提供了一种电极极片的制备方法。
[0006]第一方面，本公开提供了一种电极极片的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
[0007](1)第一活性材料、第一粘结剂和第一导电剂混合，得到第一活性材料浆料，第二活性材料、第二粘结剂和第二导电剂混合，得到第二活性材料浆料；
[0008](2)利用涂布的方法使第一活性材料浆料在集流体上形成第一活性材料层，第二活性材料浆料在第一活性材料层上形成第二活性材料层，得到所述电极极片；
[0009]其中，所述第二粘结剂的溶胀度大于所述第一粘结剂的溶胀度，二者的差值为40
‑
600％。
[0010]利用本公开提供的制备方法制备电极极片，能够降低极片的锂离子液相传输阻抗，提高极片的锂离子传输能力，进而提升了锂离子电池的低温放电能力，提高了极片的动力学特性，同时实现了锂离子电池的高能量密度和高功率密度。且本公开提供的制备方法操作简单，易于扩大生产。
[0011]在本公开提供的制备方法中，当远离集流体的活性材料层(第二活性材料层)使用的粘结剂的溶胀度大于靠近集流体的涂层(第一活性材料层)使用的粘结剂的溶胀度时，即第二粘结剂的溶胀度大于第一粘结剂的溶胀度时，能够在保证活性材料层与集流体粘结强度的基础上，降低极片的锂离子液相传输阻抗，提高极片的锂离子传输能力。
[0012]所述40
‑
600％可以为50％、100％、200％、300％、350％、400％、450％、500％、550％等，当所述第二粘结剂的溶胀度与所述第一粘结剂的溶胀度的差值为40
‑
600％时，能够进一步降低极片的锂离子液相传输阻抗，提高极片的锂离子传输能力。
[0013]作为本公开的一种优选技术方案，所述溶胀度为质量溶胀度，所述第二粘结剂的溶胀度与所述第一粘结剂的溶胀度的差值为100
‑
300％，例如120％、150％、180％、200％、220％、250％、280％等。
[0014]若溶胀度差值较小，则第二活性材料层的锂离子液相传输阻抗与第一活性材料层的锂离子液相传输阻抗相差较小，无法起到大幅度提升锂离子传输能力的目的，若溶胀度差值较大，则会因为第二层溶胀度较大，反而会恶化电子传导，也会导致第二层活性材料层粘结力较差，在循环过程有脱落的问题。
[0015]对于本公开所述的粘结剂的溶胀度，本公开并不进行过多限定，任何满足电极极片要求的粘结剂的溶胀度的差值只要满足本公开的限定均可以应用于本公开。
[0016]作为本公开的一种优选技术方案，所述第一粘结剂的溶胀度为0
‑
100％，例如20％、40％、50％、60％、80％等；所述第二粘结剂的溶胀度为100～400％，例如150％、200％、250％、300％、350％等。
[0017]本公开提供的制备方法中，通过使用不同溶胀能力的粘结剂制备得到复合极片，在满足上述对于粘结剂的溶胀度的限定下，若第一活性材料层和第二活性材料层中仅粘结剂不同，则能够实现第二活性材料层的锂离子液相传输阻抗比第一活性材料层的锂离子液相传输阻抗低2
‑
35％，能够降低锂离子从电极极片表面传输到内部的阻力，进而保证极片的动力学特性。
[0018]作为本公开的一种优选技术方案，所述溶胀度的测定方法包括：将粘结剂溶胀在混合溶剂中进行静置，计算粘结剂溶胀前后的质量变化率，得到所述溶胀率。
[0019]本公开所述质量变化率(溶胀度)的计算公式为：
[0020]质量变化率(溶胀度)＝(m2‑
m1)/m1×
100％；
[0021]其中，m2为溶胀后的质量，m1为溶胀前的质量。
[0022]作为本公开的一种优选技术方案，所述混合溶剂选自碳酸乙烯酯/碳酸甲乙酯为3:7的混合液。
[0023]作为本公开的一种优选技术方案，所述静置的温度为50
‑
70℃，例如55℃、60℃、65℃等。
[0024]作为本公开的一种优选技术方案，所述静置的时间为6
‑
8天。
[0025]作为本公开的一种优选技术方案，在所述步骤(2)中，所述涂布的方法包括双层涂布法或单层涂布法。
[0026]作为本公开的一种优选技术方案，在所述涂布的过程中，通过控制涂布的厚度使所述第一材料层的厚度与所述第二材料层的厚度比为(90
‑
20):(10
‑
80)，能够更好的提升锂离子电池的低温放电能力。
[0027]所述(90
‑
20):(10
‑
80)可以为90:10、80:20、70:30、60:40、50:50、40:60、30:70、20:80等。
[0028]本公开提供的制备方法中所述的粘结剂为目前锂离子电池中常用的聚合物类粘结剂，本公开并不对聚合物类粘结剂进行过多的限定，只需要保证第二活性材料层使用的粘结剂的溶胀度和第一活性材料层使用的粘结剂的溶胀度满足本公开的限定即可，本公开示例性的对粘结剂进行以下列举：
[0029]作为本公开的一种优选技术方案，所述第一粘结剂和第二粘结剂各自独立地选自
聚合物类粘结剂，所述聚合物优选为取代或未取代的烯类聚合物，聚合单体选自脂肪族共轭二烯单体、脂肪族乙烯基单体、芳香族乙烯基单体、烯属不饱和羧酸单体、氰化乙烯类单体、丙烯酸酯类单体、含羟基烷基的不饱和单体或不饱和羧酸酰胺类单体中的任意一种或多种。
[0030]所述脂肪族共轭二烯单体指的是具有
‑
CH＝CH
‑
CH＝CH
‑
结构的单体；所述脂肪族乙烯基单体指的是具有
‑
CH＝CH2的单体；所述烯属不饱和羧酸单体指的是单体中既具有不饱和(双)键，又具有
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电极极片的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：(1)第一活性材料、第一粘结剂和第一导电剂混合，得到第一活性材料浆料，第二活性材料、第二粘结剂和第二导电剂混合，得到第二活性材料浆料；(2)利用涂布的方法使第一活性材料浆料在集流体上形成第一活性材料层，第二活性材料浆料在第一活性材料层上形成第二活性材料层，得到所述电极极片；其中，所述第二粘结剂的溶胀度大于所述第一粘结剂的溶胀度，二者的差值为40
‑
600％。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述溶胀度为质量溶胀度，所述第二粘结剂的溶胀度与所述第一粘结剂的溶胀度的差值为100
‑
300％；和/或，所述第一粘结剂的溶胀度为0
‑
100％，所述第二粘结剂的溶胀度为100～400％。3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述溶胀度的测定方法包括：将粘结剂溶胀在混合溶剂中进行静置，计算粘结剂溶胀前后的质量变化率，得到所述溶胀率。4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述混合溶剂选自碳酸乙烯酯/碳酸甲乙酯为3:7的混合液；和/或，所述静置的温度为50
‑
70℃。5.根据权利要求1
‑
4中任一项所述的制备方法，其特征在于，在所述步骤(2)中，所述涂布的方法包括双层涂布法或单层涂布法。6.根据权利要求1
‑
5中任一项所述的制备方法，其特征在于，在所述涂布的过程中，通过控制涂布的厚度使所述第一活性材料层的厚度与所述第二活性材料层的厚度比为(90
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【专利技术属性】
技术研发人员：练庆旺，
申请(专利权)人：北京车和家汽车科技有限公司，
类型：发明
国别省市：