一种自封闭涂碳箔制造技术

本发明专利技术公开了一种自封闭涂碳箔

【技术实现步骤摘要】
一种自封闭涂碳箔、高安全性电池及其制备方法


[0001]本专利技术涉及锂电池制备
，特别涉及一种自封闭涂碳箔
、
高安全性电池及其制备方法
。

技术介绍

[0002]锂离子电池已被广泛用于发电存储在多种应用中，如低功耗电子产品以及高功率动态车辆，然而，由于锂电池的电解液很容易燃烧，因此与锂离子电池相关的问题之一是热失控的风险，充满电的锂离子电池的热失控过程很快，会释放大量能量，这会导致电池起火甚至爆炸，造成严重的事故
。
目前，高安全性成为高压
、
高能量密度和高容量的锂电池必须克服及解决的课题
。
[0003]申请号
201910622969.5
公开了一种具有热动保护功能的锂离子二次电池，本专利技术公开了一种具有热动保护功能的锂离子二次电池，由正极极片
、
负极极片
、
隔膜
、
电解液
、
外壳和电极引出端构成，含有两种热动作保护材料，热动作保护材料
A
为双马来酰亚胺和巴比妥酸的聚合物或寡聚物，添加在正极极片中，包覆在正极活性物质表面或分布在正极活性物质周围；热动作保护材料
B
为双马来酰亚胺小分子，溶解在电解液中；热动作温度为
90
‑
200℃
，当电池整体或局部升温至热动作温度时，电解液中的材料
B
迅速迁移并聚集到材料
A
处反应，形成交联聚合物，隔绝正极活性物质与电解液，从而起到阻止电池热失控的作用，与以往的解决方案相比，本专利技术可更有效抑制热失控的发生，在提高电池安全性的同时，减小其对其他性能的影响
。
[0004]上述已公开专利的电池采用双马来酰亚胺寡聚物作为热动保护剂提高电池的安全性，但是该寡聚物耐温特性仍比较差，当温度较高时，仍然有分解的风险，从而导致热失控问题；
[0005]上述专利中，由于将双马来酰亚胺寡聚物直接添加到基料中，无法对活性材料进行有效包覆，因此难于有效解决热失控问题，并且极片厚度较高，添加量较大，导致电池的成本较大
。
[0006]因此，现提出一种新型的自封闭涂碳箔
、
高安全性电池及其制备方法解决上述问题
。

技术实现思路

[0007]本专利技术的主要目的在于提供一种自封闭涂碳箔
、
高安全性电池及其制备方法，以解决上述背景中提出的问题
。
[0008]为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案为：一种自封闭涂碳箔的制备方法，包括如下步骤：
[0009]S1
：制备包覆改性导电剂溶液
[0010]S11
：制备包覆改性导电剂半成品溶液
[0011]将双马来酰亚胺衍生物和巴比妥酸按
1:0.5
‑
1.5
的摩尔比添加到装有
N
‑
甲基吡咯
烷酮的反应釜中，并控制质量分数为
5wt
％
‑
10wt
％，接着再按照双马来酰亚胺衍生物和
BTA
的总重
0.05wt
％
‑
0.15wt
％添加引发剂偶氮二异丁腈，最后加入导电剂粉末，并将质量分数控制在
10
％
—20
％，反应温度保持在
70
‑
130℃
，反应时间持续
5—9
小时，制得包覆改性导电剂溶液半成品；
[0012]S12
：制备共聚物
[0013]以二丁基二月桂酸锡为催化剂，用三苯基羟基硅烷与3‑
氨丙基三乙氧基硅烷在
100
‑
150℃
反应
1—3h
制备
PHSLAPTES
共聚物，其摩尔比为
1:0.8
；
[0014]S13
：制备包覆改性导电剂成品溶液
[0015]将步骤
S12
得到的
PHSLAPTES
共聚物，
PHSLAPTES
共聚物基于双马来亚胺寡聚物重量的
30wt
％，逐滴加入步骤
S11
得到的导电剂半成品溶液中，并将反应混合物在室温下混合
15
分钟，随后将反应温度升至
80℃
，促进改性双马来亚胺寡聚物形成，得到包覆改性导电剂成品溶液
。
[0016]S2
：制备导电浆料
[0017]S21
制备粘合剂稀释液
[0018]将粘合剂溶解到溶剂中得到粘合剂稀释液，所述粘合剂为聚氨酯树脂
、
酚醛树脂
、
环氧树脂或丙烯酸树脂中的一种；所述的溶剂为水
、
乙醇
、
异丙醇
、
正丁醇中的任意一种或多种的混合物，稀释液的固含在5％
‑
15
％；
[0019]S22
：制备分散液
[0020]将步骤
S1
得到的包覆改性导电剂溶液加入粘合剂稀释液中，真空分散，得到分散液，其中分散条件为：真空度
≥0.06Mpa
，真空分散
1—4h
，分散转速
1000
‑
4000rpm
；
[0021]S23
：制备导电浆料
[0022]将分散液进行砂磨，制得导电浆料；其中砂磨转速为
1000
‑
6000rpm
，砂磨时间为
15—300min
；
[0023]S3
：制备自封闭涂碳箔
[0024]用溶剂稀释步骤
S2
制备的导电浆料，得到导电浆料的涂布工作液，将该工作液用凹版涂布
、
刮刀涂布或狭缝涂布方式涂布在金属箔材表面上，并通过控制涂布车速和温度，得到外观良好以及性能优异的自封闭涂碳箔
。
[0025]双马来酰亚胺衍生物为4，
4'
‑
双马来酰亚胺二苯基甲烷
。
[0026]所述制备共聚物通过三苯基羟基硅烷改性马来酰亚胺寡聚物，将导电剂包覆改性后再倒入浆料中
。
[0027]所述导电剂粉末包括炭黑
、
石墨
、
石墨烯或碳纤维中的一种或多种，所述石墨
、
炭黑和碳纤维组合质量比例为
75
‑
95
：3‑
23
：2‑
10。
[0028]一种高安全性电池，所述高安全性电池的制备方法包括以下步骤：
[0029]步骤一：将配备自封闭涂碳箔
、
正极极片
、
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种自封闭涂碳箔的制备方法，其包括如下步骤：
S1
：制备包覆改性导电剂溶液
S11
：制备包覆改性导电剂半成品溶液将双马来酰亚胺衍生物和巴比妥酸按
1:0.5
‑
1.5
的摩尔比添加到装有
N
‑
甲基吡咯烷酮的反应釜中，并控制质量分数为
5wt
％
‑
10wt
％，接着再按照双马来酰亚胺衍生物和
BTA
的总重
0.05wt
％
‑
0.15wt
％添加引发剂偶氮二异丁腈，最后加入导电剂粉末，并将质量分数控制在
10
％
—20
％，反应温度保持在
70
‑
130℃
，反应时间持续
5—9
小时，制得包覆改性导电剂溶液半成品；
S12
：制备共聚物以二丁基二月桂酸锡为催化剂，用三苯基羟基硅烷与3‑
氨丙基三乙氧基硅烷在
100
‑
150℃
反应
1—3h
制备
PHSL APTES
共聚物，其摩尔比为
1:0.8
；
S13
：制备包覆改性导电剂成品溶液将步骤
S12
得到的
PHSL APTES
共聚物，
PHSL APTES
共聚物基于双马来亚胺寡聚物重量的
30wt
％，逐滴加入步骤
S11
得到的导电剂半成品溶液中，并将反应混合物在室温下混合
15
分钟，随后将反应温度升至
80℃
，促进改性双马来亚胺寡聚物形成，得到包覆改性导电剂成品溶液
。S2
：制备导电浆料
S21
制备粘合剂稀释液将粘合剂溶解到溶剂中得到粘合剂稀释液，所述粘合剂为聚氨酯树脂
、
酚醛树脂
、
环氧树脂或丙烯酸树脂中的一种；所述的溶剂为水
、
乙醇
、
异丙醇
、
正丁醇中的任意一种或多种的混合物，稀释液的固含在5％
‑
15
％；
S22
：制备分散液将步骤
S1
得到的包覆改性导电剂溶液加入粘合剂稀释液中，真空分散，得到分散液，其中分散条件为：真空度
≥0.06Mpa
，真空分散
1—4h
，分散转速
1000
‑
4000rpm
；
S23
：制备导电浆料将分散液进行砂磨，制得导电浆料；其中砂磨转速为
1000
‑
6000rpm
，砂磨时间为...

【专利技术属性】
技术研发人员：廖启忠，张晨，熊灿光，张青青，伍杰，曾秀梅，
申请(专利权)人：广州纳诺新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：