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改性集流体及其制备方法、改性电池极片和锂离子电池技术

技术编号:40711066 阅读:5 留言:0更新日期:2024-03-22 11:12
本发明专利技术揭示一种改性集流体及其制备方法、改性电池极片和锂离子电池,涉及锂离子电池技术领域。该改性集流体包括箔材和改性层,改性层设于箔材的一侧表面或两侧表面上,且改性层部分或全部覆盖所在箔材的表面,其中改性层包括六方氮化硼(h‑BN)。该改性集流体在箔材的表面上设置了含有六方氮化硼的改性层,利用六方氮化硼高模量的特性,提升箔材的机械强度,从而提高电池极片的柔韧性,缓解辊压过程中活性物质层与箔材的相互作用力,减少对箔材的破坏,同时六方氮化硼兼顾良好的热稳定性、高离子电导率和宽电化学稳定性窗口,还可以改善锂离子电池的电化学性能以及安全性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及锂离子电池,具体地,涉及一种改性集流体及其制备方法、改性电池极片和锂离子电池


技术介绍

1、铝箔常用于锂离子电池的正极集流体,将正极浆料涂敷在铝箔的表面上以制备成正极片,目前工业制作铝箔的方法一般是通过铸造及压制而成。

2、然而随着锂离子电池的开发,对高能量密度的需求越来越高,导致使用的铝箔的厚度开始减薄,厚度为7~8um,而涂敷在铝箔的正极浆料也越来越重,在这基础上需要制备出更高压实的正极片。但由于铝箔厚度的降低,其机械性能方面将大大恶化,同时正极浆料涂布面密度的增加,辊压工序的难度将大大增加,严重的话会导致极片在辊压过程中断带。


技术实现思路

1、针对现有技术的不足,本专利技术提供一种改性集流体及其制备方法、改性电池极片和锂离子电池。

2、本专利技术公开的一种改性集流体,包括箔材和改性层,改性层设于箔材的一侧表面或两侧表面上,且改性层部分或全部覆盖箔材的表面,其中改性层包括六方氮化硼(h-bn)。

3、根据本专利技术的一实施方式,改性层的原料组分包括六方氮化硼纳米片和粘结剂,六方氮化硼纳米片与粘结剂的质量分数比为(70~89):(11~30)。

4、根据本专利技术的一实施方式,六方氮化硼纳米片的厚度为1.2~2.7nm,六方氮化硼纳米片的长度为120~300nm,六方氮化硼纳米片的导热率为1800~2000w·m-1·k-1。

5、根据本专利技术的一实施方式,粘结剂为聚偏二氟乙烯(pvdf)。

<p>6、根据本专利技术的一实施方式,改性层的厚度为0.3~12μm,改性层的面密度为5~14g/m2。

7、根据本专利技术的一实施方式,箔材为铝箔,箔材的厚度不大于8um。

8、本专利技术公开的一种如上述的改性集流体的制备方法,包括以下步骤:

9、s1.将改性层的原料组分加入到溶剂中,搅拌均匀后,抽真空,继续搅拌,得到改性浆料;其中改性层的原料组分包括六方氮化硼纳米片,改性浆料的固含量为30~70%;

10、s2.将改性浆料涂覆于箔材的一侧表面或两侧表面上,烘干后,箔材的一侧表面或两侧表面上形成改性层,得到改性集流体。

11、根据本专利技术的一实施方式,改性层的原料组分还包括粘结剂,粘结剂为聚偏二氟乙烯(pvdf),溶剂为n-甲基吡咯烷酮(nmp)。

12、本专利技术公开的一种改性电池极片,包括如上述的改性集流体,改性层的表面上设置活性物质层。

13、本专利技术公开的一种锂离子电池,包括如上述的改性电池极片。

14、与现有技术相比,本专利技术的一种改性集流体及其制备方法、改性电池极片和锂离子电池具有以下优点:

15、本专利技术的改性集流体,其在箔材的表面上设置了含有六方氮化硼的改性层,利用六方氮化硼高模量的特性,提升箔材的机械强度,从而提高电池极片的柔韧性,缓解辊压过程中活性物质层与箔材的相互作用力,减少对箔材的破坏,同时六方氮化硼兼顾良好的热稳定性、高离子电导率和宽电化学稳定性窗口,还可以改善锂离子电池的电化学性能以及安全性能。

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【技术保护点】

1.一种改性集流体,其特征在于,包括箔材和改性层,所述改性层设于所述箔材的一侧表面或两侧表面上,且所述改性层部分或全部覆盖所述箔材的表面,其中所述改性层包括六方氮化硼(h-BN)。

2.根据权利要求1所述的改性集流体,其特征在于,所述改性层的原料组分包括六方氮化硼纳米片和粘结剂,所述六方氮化硼纳米片与所述粘结剂的质量分数比为(70~89):(11~30)。

3.根据权利要求2所述的改性集流体,其特征在于,所述六方氮化硼纳米片的厚度为1.2~2.7nm,所述六方氮化硼纳米片的长度为120~300nm,所述六方氮化硼纳米片的导热率为1800~2000W·m-1·K-1。

4.根据权利要求2所述的改性集流体,其特征在于,所述粘结剂为聚偏二氟乙烯(PVDF)。

5.根据权利要求1所述的改性集流体,其特征在于,所述改性层的厚度为0.3~12μm,所述改性层的面密度为5~14g/m2。。

6.根据权利要求1所述的改性集流体,其特征在于,所述箔材为铝箔,所述箔材的厚度不大于8um。

7.一种如权利要求1至6任一所述的改性集流体的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

8.根据权利要求7所述的改性集流体的制备方法,其特征在于,所述改性层的原料组分还包括粘结剂,所述粘结剂为聚偏二氟乙烯(PVDF),所述溶剂为N-甲基吡咯烷酮(NMP)。

9.一种改性电池极片,其特征在于,包括如权利要求1至6任一所述的改性集流体,所述改性层的表面上设置活性物质层。

10.一种锂离子电池,其特征在于,包括如权利要求1至6任一所述的改性电池极片。

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【技术特征摘要】

1.一种改性集流体,其特征在于,包括箔材和改性层,所述改性层设于所述箔材的一侧表面或两侧表面上,且所述改性层部分或全部覆盖所述箔材的表面,其中所述改性层包括六方氮化硼(h-bn)。

2.根据权利要求1所述的改性集流体,其特征在于,所述改性层的原料组分包括六方氮化硼纳米片和粘结剂,所述六方氮化硼纳米片与所述粘结剂的质量分数比为(70~89):(11~30)。

3.根据权利要求2所述的改性集流体,其特征在于,所述六方氮化硼纳米片的厚度为1.2~2.7nm,所述六方氮化硼纳米片的长度为120~300nm,所述六方氮化硼纳米片的导热率为1800~2000w·m-1·k-1。

4.根据权利要求2所述的改性集流体,其特征在于,所述粘结剂为聚偏二氟乙烯(pvdf)。

5.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员:邓超吴声本陈杰
申请(专利权)人:惠州锂威新能源科技有限公司
类型:发明
国别省市:

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