一种锂电池正极用添加剂及其应用制造技术

本发明专利技术要求保护一种具有如式

【技术实现步骤摘要】
一种锂电池正极用添加剂及其应用


[0001]本专利技术涉及一种锂电池正极用的添加剂，尤其涉及一种能够改善锂电池正极浆料的流动性和稳定性的添加剂，属于锂电池

。

技术介绍

[0002]随着新能源行业的快速发展和日益增长的需求，对锂电池提出了更高的要求，要求锂电池具有更高的容量和更高的加工效率
。
为了提高电池的容量，通常是通过提高电极活性物质在正极浆料中的比例来实现的，这样就会导致正极浆料粘稠，流动性不佳，进而影响涂布效果，进一步影响锂电池制备工艺的效率；从微观界面分析，锂电池正极浆料粘稠或凝胶，部分原因是正极活性物质存在小颗粒团聚现象，分散不均匀，这会导致极片开裂，良品率降低
。
[0003]针对这种情况，本领域的从业者开展了广泛的研究，现有的公开报道公开了一些专用于锂电池正极浆料的分散剂，如聚乙烯吡咯烷酮
、
亚磷酸酯
、
曲拉通
‑
X
等等，该类分散剂的主要不足是本身有分解产气的风险，影响电芯安全；其次是该类分散剂并非是针对锂电池正极体系定制开发，适配性略差，尤其是目前正极主材在粒径
、
碳包覆率
、
元素掺杂等方面越来越多样化，仅靠传统分散剂或官能团单一的分散剂去解决所遇到的正极浆料粘稠
、
凝胶等问题显得不足
。

技术实现思路

[0004]本专利技术针对锂电池正极浆料所存在的粘稠
、
流动性不佳，进而导致极片电阻增加<br/>、
克容量降低的现状，提供一种专用于锂电池正极的添加剂及其应用，该添加剂能够有效锚固吸附到正极活性物质上，添加剂中的磷酸基团与正极活性物质形成静电排斥层，聚醚链段形成有效的空间位阻，防止颗粒沉降，进而使正极浆料粘度下降，并有效抑制凝胶
。
[0005]本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：
[0006]一种锂电池正极用添加剂，具有如式
I
所示的分子结构：
[0007][0008]R1、R2和
R3各自独立的表示式
II
或式
III
所示基团，且
R1、R2和
R3不同时为氢；
[0009][0010]其中
R'OH
和
R"OH
各自独立的表示饱和或不饱和的
C4
‑
C18
的一元醇
、
聚合度为
200
‑
1000
的聚乙二醇
、
丙二醇
、
甘油
、
腰果酚
、
乙二醇单甲醚
、
二乙二醇单甲醚
、
苯酚
、
油醇或硬脂酸；
[0011]或者
R'
和
R"
各自独立的表示如下基团中的任意一种：
[0012][0013]式
II
中，
n
＝0‑
100
，
m
＝0‑
100
，且
n
和
m
不同时为0；
[0014]式
III
中，
n1为0‑
50
，
m1为0‑
50
，
n2为0‑
50
，
m2为0‑
50
，且
n
1+
n2和
m
1+
m2不能同时为
0。
[0015]本专利技术中所述饱和或不饱和的
C4
‑
C18
的一元醇是指具有4‑
18
个碳原子的碳链且具有一个醇羟基的化合物，该碳链可以是直链的，也可以是具有支链的，可以是饱和的也可以是具有一个或多个双键或三键的
。
[0016]优选的，
R'OH
和
R"OH
各自独立的表示饱和或不饱和的
C4
‑
C18
一元醇
、
丙二醇
、
甘油
、
乙二醇单甲醚
、
二乙二醇单甲醚
、
苯酚
、
油醇或硬脂酸；
[0017]n
＝0‑
60
，
m
＝0‑
50
，且
n
和
m
不同时为0；
[0018]n1为0‑
40
，
m1为0‑
40
，
n2为0‑
40
，
m2为0‑
40
，且
n
1+
n2和
m
1+
m2不能同时为
0。
[0019]更优选的，
n
＝2‑
50
，
m
＝0‑
30
；
n1为2‑
30
，
m1为0‑
30
，
n2为2‑
20
，
m2为0‑
20。
[0020]本专利技术所要求保护的锂电池正极用添加剂的作用原理如下：
[0021](1)
磷酸基团有效吸附在正极活性物质的表面形成静电排斥层，防止正极活性物质中颗粒与颗粒之间团聚，使正极活性物质和导电碳分散均匀，保持导电性能不受影响；
[0022](2)
聚醚链段含有亲水基和亲油基，可形成有效的空间位阻，防止颗粒沉降，使正极浆料粘度下降，并有效抑制凝胶，从微观界面看，亲水基和亲油基能够有效降低固液界面的表面张力，提高润湿渗透性能，有效降低浆料粘度，提高正极活性物质的固含量和涂布方便性，有利于其中正极活性物质
、
导电碳等颗粒均匀分散，从而提高电池性能
。
[0023]本专利技术锂电池正极用添加剂的有益效果是：
[0024](1)
本专利技术的添加剂是根据锂电池正极中所含材料的特点专门设计的，能够在保证导电性能不受影响的前提下，降低颗粒二次聚集的风险，改善正极浆料的流动性，降低极片的电阻，提高电池的克容量，降低电池交流内阻；
[0025](2)
与常用的添加剂如聚乙烯吡咯烷酮等业内常用产品相比，本专利技术添加剂在使用场景下稳定，亦不与电解液反应，降低了电芯安全的潜在风险
。
[0026](3)
本专利技术的添加剂使用方便，不需要匹配特殊的制浆工艺，在原有制浆工艺基础
上按比例加入本专利技术的添加剂即可达到分散降粘效果，不需额外增加工艺成本
。
[0027](4)
本专利技术的添加剂适用范围广，对不同型号和厂家的正极活性物质均有分散降粘度的效果，有本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种锂电池正极用添加剂，具有如式
I
所示的分子结构：
R1、R2和
R3各自独立的表示式
II
或式
III
所示基团，且
R1、R2和
R3不同时为氢；式
II
和式
III
中，
R'OH
和
R"OH
各自独立的表示饱和或不饱和的
C4
‑
C18
一元醇
、
聚合度为
200
‑
1000
的聚乙二醇
、
丙二醇
、
甘油
、
腰果酚
、
乙二醇单甲醚
、
二乙二醇单甲醚
、
苯酚
、
油醇或硬脂酸；或者
R'
和
R"
各自独立的表示以下基团中的任意一种：式
II
中，
n
＝0‑
100
，
m
＝0‑
100
，且
n
和
m
不同时为0；式
III
中，
n1为0‑
50
，
m1为0‑
50
，
n2为0‑
50
，
m2为0‑
50
，且
n
1+
n2和
m
1+
m2不能同时为
0。2.
根据权利要求1所述的锂电池正极用添加剂，其特征在于，
R'OH
和
R"OH
各自独立的表示饱和或不饱和的
C4
‑
C18
一元醇
、
丙二醇
、
甘油
、
乙二醇单甲醚
、
二乙二醇单甲醚
、
苯酚
、
油醇或硬脂酸；

【专利技术属性】
技术研发人员：侯玲玲，
申请(专利权)人：深圳市皓飞新型材料有限公司，
类型：发明
国别省市：