电极浆料组合物制造技术

本公开涉及一种电极浆料组合物

【技术实现步骤摘要】
电极浆料组合物、电极极片及固态电池


[0001]本公开涉及电池领域，具体地，涉及一种电极浆料组合物
、
电极极片及固态电池
。

技术介绍

[0002]全固态电池由于采用固态电解质取代传统电池的电解液，具有不可燃的特性，因此被认为是下一代高安全性的电池
。
其中，硫化物固态电解质具有很高的离子电导
(
可达
10
‑2S/cm)
和较低的晶界阻抗，受到业界的广泛关注
。
在硫化物固态电池电极浆料的制备及涂布的过程中，使用高极性
、
质子性的溶剂
(
如传统电池体系中常用的
NMP
和
H2O)
会与硫化物电解质反应，致使电解质电导率严重劣化，电池的性能无法发挥
。
因此需要选择非极性
、
低极性的溶剂
。
[0003]非极性和弱极性溶剂的选择可抑制固态电解质的分解，但浆料自身的稳定性，以及固体颗粒
(
包括活性物质
、
固态电解质及导电剂等
)
分散的均匀性有待进一步提高，由于溶剂分子极性较弱，其对高极性的无机颗粒，尤其是氧化物类的正极颗粒的分散能力较差，致使无机颗粒容易发生团聚和沉降；此外由于硫化物电解质颗粒密度
(2g/cm3左右
)
和活性材料密度
(
如
LiCoO2正极材料为
5.1g/cm2)
>存在巨大差别，致使两者在低极性分散体系中更易发生分层，导致复合电极层中产生梯度不均，影响电池性能
。

技术实现思路

[0004]本公开的目的是提供一种电极浆料组合物
、
电极极片及固态电池，该电极浆料组合物能够改善浆料的均匀性和稳定性
。
[0005]本公开第一方面提供一种电极浆料组合物，所述电极浆料组合物包括电极活性材料
、
硫化物电解质
、
溶剂和改性剂，所述改性剂包括基团
A
和基团
B
；
[0006]所述基团
A
选自取代或未取代的烃基
、
取代或未取代的含杂原子的烃基，所述基团
A
的碳原子数为1～
30
；所述基团
B
选自烷氧基
、
巯基
、
酯基
、
含磷基团
、
硅酸酯基
、
烷氧基硅烷基
、
钛酸酯基和羧酸酐基团中的一种或几种
。
[0007]可选地，所述改性剂具有如下式
(1)
所示的结构：
[0008](A)
n
‑
(B)
m
，式
(1)
，
[0009]m
表示基团
B
的个数，选自
1、2、3
或4，当
m
大于1时，各基团
B
相同或不同；
n
表示基团
A
的个数，选自
1、2、3
或4，当
n
大于1时，各基团
A
相同或不同
。
[0010]可选地，所述改性剂的相对分子质量为
100
～
3000
；优选地，所述改性剂的分子呈链状结构，所述改性剂的分子主链的长度为1～
30nm。
[0011]可选地，所述基团
A
选自碳原子数为1～
20
的饱和或不饱和的烃基，优选为碳原子数为1～
20
的取代或未取代的烃基
、
碳原子数为1～
20
的取代或未取代的含杂原子的烃基；优选地，所述基团
A
选自碳原子数为1～
20
的取代或未取代的烷基
、
碳原子数为3～
20
的取代或未取代的环烷基
、
碳原子数为2～
20
的取代或未取代的烯基
、
碳原子数为2～
20
的取代或未取代的炔基
、
碳原子数为6～
20
的取代或未取代的芳基
、
碳原子数为1～
20
的取代或未取
代的含杂原子的烷基
、
碳原子数为3～
20
的取代或未取代的含杂原子的环烷基
、
碳原子数为2～
20
的取代或未取代的含杂原子的烯基
、
碳原子数为2～
20
的取代或未取代的含杂原子的炔基
、
碳原子数为6～
20
的取代或未取代的含杂原子的芳基中的一种或几种；
[0012]可选地，所述基团
A
的取代基选自卤素基团
、
碳原子数为1～5的烷基
、
碳原子数为2～5的烯基以及碳原子数为2～5的炔基中的一种或几种，所述杂原子为硼原子
。
[0013]可选地，所述基团
B
选自碳原子数为1～
40
的烷氧基
、
巯基
、
碳原子数为2～
40
的酯基
、
碳原子数为1～
40
的磷酸酯基
、
碳原子数为1～
40
的亚磷酸酯基
、
碳原子数为1～
40
的次磷酸酯基
、
碳原子数为1～
40
的硅酸酯基
、
碳原子数为1～
40
的烷氧基硅烷基
、
碳原子数为1～
40
的钛酸酯基
、
碳原子数为2～
40
的羧酸酐基团
、
碳原子数为1～
40
的磷酸酐基团以及碳原子数为1～
40
的磷酸环酐基团中的一种或几种
。
[0014]可选地，所述基团
B
选自以下基团所组成的组：
[0015][0016]其中
x
表示氧原子的个数，选自0或1；
R、R
’
和
R”分别独立地选自碳原子数为1～
20
的取代或未取代的烷基
、
碳原子数为3～
20
的取代或未取代的环烷基
、
碳原子数为2～
20
的取代或未取代的烯基
、
碳原子数为2～
20
的取代或未取代的炔基
、
碳原子数为6～
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种电极浆料组合物，其特征在于，所述电极浆料组合物包括电极活性材料
、
硫化物电解质
、
溶剂和改性剂，所述改性剂包括基团
A
和基团
B
；所述基团
A
选自取代或未取代的烃基
、
取代或未取代的含杂原子的烃基，所述基团
A
的碳原子数为1～
30
；所述基团
B
选自烷氧基
、
巯基
、
酯基
、
含磷基团
、
硅酸酯基
、
烷氧基硅烷基
、
钛酸酯基和羧酸酐基团中的一种或几种
。2.
根据权利要求1所述的电极浆料组合物，其特征在于，所述改性剂具有如下式
(1)
所示的结构：
(A)
n
‑
(B)
m
，
ꢀꢀ
式
(1)
，
m
表示基团
B
的个数，选自
1、2、3
或4，当
m
大于1时，各基团
B
相同或不同；
n
表示基团
A
的个数，选自
1、2、3
或4，当
n
大于1时，各基团
A
相同或不同
。3.
根据权利要求1或2所述的电极浆料组合物，其特征在于，所述改性剂的相对分子质量为
100
～
3000
；优选地，所述改性剂的分子呈链状结构，所述改性剂的分子主链的长度为1～
30nm。4.
根据权利要求1或2所述的电极浆料组合物，其特征在于，所述基团
A
选自碳原子数为1～
20
的取代或未取代的烃基
、
碳原子数为1～
20
的取代或未取代的含杂原子的烃基；优选地，所述基团
A
选自碳原子数为1～
20
的取代或未取代的烷基
、
碳原子数为3～
20
的取代或未取代的环烷基
、
碳原子数为2～
20
的取代或未取代的烯基
、
碳原子数为2～
20
的取代或未取代的炔基
、
碳原子数为6～
20
的取代或未取代的芳基
、
碳原子数为1～
20
的取代或未取代的含杂原子的烷基
、
碳原子数为3～
20
的取代或未取代的含杂原子的环烷基
、
碳原子数为2～
20
的取代或未取代的含杂原子的烯基
、
碳原子数为2～
20
的取代或未取代的含杂原子的炔基
、
碳原子数为6～
20
的取代或未取代的含杂原子的芳基中的一种或几种；优选地，所述基团
A
的取代基选自卤素基团
、
碳原子数为1～5的烷基
、
碳原子数为2～5的烯基以及碳原子数为2～5的炔基中的一种或几种，所述杂原子为硼原子
。5.
根据权利要求1或2所述的电极浆料组合物，其特征在于，所述基团
B
选自碳原子数为1～
40
的烷氧基
、
巯基
、
碳原子数为2～
40
的酯基
、
碳原子数为1～
40
的磷酸酯基
、
碳原子数为1～
40
的亚磷酸酯基
、
碳原子数为1～
40
的次磷酸酯基
、
碳原子数为1～
40
的硅酸酯基
、
碳原子数为1～
40
的烷氧基硅烷基
、
碳原子数为1～
40
的钛酸酯基
、
碳原子数为2～
40
的羧酸酐基团
、
碳原子数为1～
40
的磷酸酐基团以及碳原子数为1～
40
的磷酸环酐基团中的一种或几种
。6.
根据权利要求1或2所述的电极浆料组合物，其特征在于，所述基团
B
选自以下基团所组成的组：
其中
x
表示氧原子的个数，选自0或1；
R、R
’
和
R”分别独立地选自碳原子数为1～
20
的取代或未取代的烷基
、
碳原子数为3～
20
的取代或未取代的环烷基
、
碳原子数为2～
20
的取代或未取代的烯基
、
碳原子数为2～
20
的取代或未取代的炔基
、
碳原子数为6～
20
的取代或未取代的苯基；
Z
和
Z
’
分别独立地选自
H、
碳原子数为1～
18
的取代或未取代的烷基
、
碳原子数为3～
18
的取代或未取代的环烷基
、
碳原子数为2～
18
的取代或未取代的烯基
、
碳原子数为2～
18
的取代或未取代的炔基
、
碳原子数为6～
18
的取代或未取代的苯基以及碳原子数为1～
18
的取代或未取代的烷氧基；优选地，所述
R、R
’
、R”、Z
和
Z
’
中的取代基分别独立地选自卤素基团
、
含硼基团
、
碳原子数为1～5的烷基
、
碳原子数为2～5的烯基以及碳原子数为2～5的炔基中的一种或几种
。7.
根据权利要求1或2所述的电极浆料组合物，其特征在于，所述改性剂选自乙二醇壬基苯基醚
、
二辛醚
、
月桂酸乙酯
、
磷酸三辛酯
、
正辛酸酐
、1
‑
丙基磷酸环酐
、2
‑
乙基
‑1‑
己醇钛和十二烷基三甲氧基硅烷中的一种或几种
。8.
根据权利要求1所述的电极浆料组合物，其特征在于，所述溶剂选自相对介电常数小于6的有机溶剂；优选地，所述溶剂选自甲基环己烷
、
庚烷
、
甲苯
、
二甲苯
、
三甲苯<...

【专利技术属性】
技术研发人员：时琢，王国帅，袁涛，郭姿珠，
申请(专利权)人：比亚迪股份有限公司，
类型：发明
国别省市：