干电极膜片及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种干电极膜片及其制备方法

【技术实现步骤摘要】
干电极膜片及其制备方法、干电极极片、锂离子电池


[0001]本申请涉及二次电池正极材料
，尤其涉及一种干电极膜片及其制备方法
、
干电极极片
、
锂离子电池
。

技术介绍

[0002]因成本低
、
环保
、
与预锂化适配
、
以及容易制备厚度更高的电极以提升锂离子电池性能等优势，干电极极片有望代替湿法电极成为锂离子电池中电极，尤其是正极侧电极的主要类型
。
而制备干电极极片的步骤包括，将正极材料与聚四氟乙烯
PTFE、
导电剂等混合，并使用原纤化工艺，使
PTFE
形成纤维网格以起到粘结剂的作用，从而制得干电极膜片；并使用收卷装置对极片施加外力使膜片表面平整，最后将膜片复合在集流体上得到干电极极片
。
[0003]为实现卷对卷连续生产，需利用上述收卷装置对膜片施加外力，这要求膜片具备较高的拉伸强度
。
然而，对于三元正极材料中的多晶材料而言，因具备类球状的二次颗粒形貌，所以前述外力施加以对极片进行拉伸的过程中，类球状的二次颗粒容易出现滑移现象
。
一方面，二次颗粒滑移导致极片发生形变，因而极片表现出拉伸强度低的问题
。
另一方面，二次颗粒滑移对起到粘结作用的
PTFE
纤维丝产生拉扯力，纤维丝容易发生断裂；而且二次颗粒滑移对
PTFE
的剪切作用小致使
PTFE
难以充分纤维化
。
如此，导致干电极膜片表现出拉伸强度低的特性
。
因此，当前干电极膜片存在拉伸强度低的问题
。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供一种干电极膜片及其制备方法
、
干电极极片
、
锂离子电池，用以提升干电极膜片的拉伸强度，进而提升锂离子电池的加工性能和循环等电化学性能
。
[0005]第一方面
、
本申请实施例提供一种干电极膜片，包括复合粘结剂
、
多晶正极材料和导电剂；其中，以所述复合粘结剂为基准计，所述复合粘结剂由以下质量百分比的组分混合得到：纤维型粘结剂
10
％
‑
90
％和包覆型粘结剂
10
％
‑
90
％；
[0006]所述纤维型粘结剂指，在剪切作用下分裂出纤维丝的高分子聚合物；所述包覆型粘结剂指，受热转为熔融态的高分子聚合物
。
[0007]一种可能的实施方式，所述复合粘结剂占所述干电极膜片的质量的
1.0
％
‑
5.0
％
。
[0008]一种可能的实施方式，所述纤维型粘结剂包括聚四氟乙烯
PTFE。
[0009]一种可能的实施方式，所述包覆型粘结剂包括聚偏二氟乙烯
PVDF、
聚环氧乙烷
PEO、
羧甲基纤维素钠
CMC、
聚氨基甲酸酯
PU、
丁苯橡胶
SBR
和丁腈橡胶
NBR
中的至少一种
。
[0010]一种可能的实施方式，所述干电极膜片中的所述多晶正极材料的颗粒和所述导电剂的颗粒被所述纤维型粘结剂的所述纤维丝束缚，且被所述包覆型粘结剂包覆
。
[0011]一种可能的实施方式，所述复合粘结剂占所述干电极膜片的质量的
1.0
％
‑
5.0
％，所述多晶正极材料占所述干电极膜片的质量的
90.0
％
‑
98.9
％，所述导电剂占所述干电极膜片的质量的
0.1
％
‑
5.0
％
。
[0012]一种可能的实施方式，所述干电极膜片的纵向拉伸强度大于或等于
0.85MPa
，所述干电极膜片的横向拉伸强度大于或等于
0.38MPa。
[0013]一种可能的实施方式，所述多晶正极材料为三元层状正极材料；所述导电剂包括导电炭黑
sP、
乙炔黑
AB、
科琴黑
KB、
气相生长碳纤维
VGCF、
石墨烯和碳纳米管
CNT
中的至少一种
。
[0014]第二方面
、
本申请实施例提供一种第一方面及任一可能的实施方式所述的干电极膜片的制备方法，包括：
[0015]在剪切作用下，使混合后的膜片组分中的纤维型粘结剂纤维化，并在
150
‑
200℃
条件下热压，使所述混合后的膜片组分中的包覆型粘结剂熔融，得到所述干电极膜片；
[0016]其中，所述膜片组分包括多晶正极材料
、
导电剂以及由所述纤维型粘结剂和所述包覆型粘结剂构成的复合粘结剂
。
[0017]一种可能的实施方式，所述在剪切作用下，使混合后的膜片组分中的纤维型粘结剂纤维化，包括：
[0018]在
90
‑
130℃
的条件下，对所述混合后的膜片组分密炼
。
[0019]一种可能的实施方式，所述在剪切作用下，使混合后的膜片组分中的纤维型粘结剂纤维化，包括：
[0020]用高速混合机将所述混合后的膜片进行混合，使纤维型粘结剂纤维化；
[0021]一种可能的实施方式，所述在剪切作用下，使混合后的膜片组分中的纤维型粘结剂纤维化，包括：
[0022]使用气流纤维化设备进行处理，通过高速气流的撞击使纤维型粘结剂纤维化
。
[0023]第三方面
、
本申请实施例还提供一种干电极极片，包括集流体及第一方面及任一种可能的实施方式所述的干电极膜片；其中，
[0024]所述干电极膜片贴附于所述集流体表面
。
[0025]第四方面
、
本申请实施例还提供一种锂离子电池，包括：
[0026]第三方面所述的干电极极片
。
[0027]本申请实施例中所提供的一个或多个技术方案，至少具有以下有益效果：
[0028]本申请实施例所提供的干电极膜片，通过加入复合粘结剂，使干电极膜片在纤维型粘结剂以及复合型粘结剂的协同作用下拉伸强度得以显著提升，避免因多晶正极材料的二次球形貌以及大尺寸导致干电极膜片
、
干电极极片拉伸强度低的问题，进而可避免因干电极拉伸强度低而导致的电池加工
、
安装或使用过程中干电极极片发生形变，电池的循环等电化学性能
、
安全性能出现下降的问题
。
具体实施方式
[0029]针对当前干电极膜片拉伸强度低的问题，本申请实施例提供一种本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种干电极膜片，其特征在于，包括复合粘结剂
、
多晶正极材料和导电剂；其中，以所述复合粘结剂为基准计，所述复合粘结剂由以下质量百分比的组分混合得到：纤维型粘结剂
10
％
‑
90
％和包覆型粘结剂
10
％
‑
90
％；所述纤维型粘结剂指，在剪切作用下分裂出纤维丝的高分子聚合物；所述包覆型粘结剂指，受热转为熔融态的高分子聚合物
。2.
如权利要求1所述的干电极膜片，其特征在于，所述纤维型粘结剂包括聚四氟乙烯
PTFE。3.
如权利要求1所述的干电极膜片，其特征在于，所述包覆型粘结剂包括聚偏二氟乙烯
、
聚环氧乙烷
、
羧甲基纤维素钠
、
聚氨基甲酸酯
、
丁苯橡胶和丁腈橡胶中的至少一种
。4.
如权利要求1所述的干电极膜片，其特征在于，所述干电极膜片中，所述多晶正极材料的颗粒和所述导电剂的颗粒被所述纤维型粘结剂的所述纤维丝束缚，且被所述包覆型粘结剂包覆
。5.
如权利要求1‑4任一项所述的干电极膜片，其特征在于，所述复合粘结剂占所述干电极膜片的质量的
1.0
％
‑
5.0
％，所述多晶正极材料占所述干电极膜片的质量的
90.0
％
‑
9...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘继康，殷裕鑫，李林燕，彭军，冯道言，刘瑞，李琮熙，
申请(专利权)人：宁波容百新能源科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：