本发明专利技术提供了一种粘结剂组合物，其中，该组合物含有第一粘结剂和第二粘结剂，其中，所述第一粘结剂的固化温度为大于１５０℃至５００℃，所述第二粘结剂的固化温度为５０－１５０℃。本发明专利技术还提供了一种正极材料组合物、一种正极、一种负极材料组合物，负极和一种锂离子二次电池，该锂离子二次电池包括电池壳、极芯和电解液，所述极芯和电解液密封容纳在电池壳内，所述极芯包括正极、负极和位于正极与负极之间的隔膜，其中，所述正极为本发明专利技术提供的正极和／或所述负极为本发明专利技术提供的负极。含有本发明专利技术提供的粘结剂组合物的电池具有较高的容量和循环性能。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种粘结剂组合物、包括该粘结剂组合物的正极材料组合 物、包括该粘结剂组合物的负极材料组合物、包括正极材料组合物的正极、 包括负极材料组合物的负极以及包括所述正极和/或负极的电池。
技术介绍
近年来，电子技术的高速发展使电子设备小型化且质量减轻，从而出现 了越来越多的便携式电子设备。锂离子二次电池以其放电电压高、能量密度 高和循环使用寿命长的优点成为这些便携式电子设备的首选能源。锂离子二次电池的性能受许多因素的影响，如正极活性材料的性质、负 极活性材料的性质、导电剂、电解液、隔膜和粘结剂。例如，作为正极活性材料的磷酸铁锂具有很好的热稳定性与安全性能；磷酸铁锂资源丰富、价格 便宜、对环境无污染，是一种非常有潜力的锂离子电池正极材料。但是，磷 酸铁锂比表面积大，制作锂离子电池正极时需要较多的粘结剂，而且磷酸铁 锂材料密度低，负载磷酸铁锂材料的正极片脆性大，加工时能承受的压力较 低，因此，磷酸铁锂颗粒之间接触不够紧密，磷酸铁锂材料的最大压实密度 为2.2g/cr^左右，因此用这类正极活性物质制成的电池的电容量较低，循环 性能也不够理想。随着锂离子二次电池的不断发展，很多新材料不断地被应用到锂离子二 次电池中，特别是负极活性物质。在对负极活性物质的研究中，对Si和Sn 的研究最活跃。Si和Sn等作为锂离子电池负极材料可以和锂形成合金，具 有极高的比容量。Sn的理论容量为900mAh/g，而Si的理论容量则高达 4200mAh/g。但是硅、锡在脱/嵌锂前后会产生巨大的体积变化，硅完全嵌锂后体积膨胀约4倍。充放电过程中如此剧烈的体积变化引发了一系列问题， 比如循环过程中活性物质颗粒的破碎、粉化从而导致丧失脱嵌锂能力。因此， 以Si和Sn作为负极活性物质时，具有较高的初始容量，但循环性能较差。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服现有技术提供的锂离子二次电池的容量低和/ 或循环性能差的缺陷，提供一种能改善电池容量和/或循环性能的粘结剂组合 物。本专利技术提供了一种粘结剂组合物，其中，该组合物含有第一粘结剂和第 二粘结剂，其中，该组合物含有第一粘结剂和第二粘结剂，其中，所述第一 粘结剂的固化温度为大于150'C至500°C，所述第二粘结剂的固化温度为 50-150°C。本专利技术还提供了一种正极材料组合物，该组合物包括正极活性物质、导 电剂和粘结剂，其中，所述粘结剂为本专利技术提供的粘结剂组合物。本专利技术还提供了一种正极，该正极包括集流体和负载在集流体上的正极 材料，其中，所述正极材料为本专利技术提供的正极材料组合物。本专利技术还提供了一种负极材料组合物，该组合物包括负极活性物质和粘 结剂，其中，所述粘结剂为本专利技术提供的粘结剂组合物。本专利技术还提供了一种锂离子二次电池的负极，该负极包括集流体和负载 在集流体上的正极材料，其中，所述负极材料为本专利技术提供的负极材料组合 物。本专利技术还提供了一种锂离子二次电池，该锂离子二次电池包括电池壳、 极芯和电解液，所述极芯和电解液密封容纳在电池壳内，所述极芯包括正极、 负极和位于正极与负极之间的隔膜，其中，所述正极为本专利技术提供的正极和 /或所述负极为本专利技术提供的负极。本专利技术的专利技术人发现当正极和/或负极中的粘结剂为含有固化温度为大于15(TC至500°C以上的粘结剂和固化温度为50-150°C的粘结剂的组合物时， 能提高正极和/或负极涂层的密度，并且，由这种正极和/或负极组装的电池 具有改善的容量和/或循环性能。例如，实施例1的正极涂层的密度为2.8克 /厘米3, 0.2C放电容量为920毫安时，循环次数为700次；对比例1的制备 正极涂层的的密度为2.28克/厘米3， 0.2C放电容量为700毫安时，循环次数 为630次。当使用硅粉或合金硅作为负极活性物质时，能极大地改善循环性 能，如实施例4制备的电池Bl循环200次后电容量降到初始容量的80%; 而对比例制备的电池BB1仅循环30次电容量就降到初始容量的80%。具体实施例方式本专利技术提供了一种粘结剂组合物，其中，该组合物含有第一粘结剂和第 二粘结剂，其中，该组合物含有第一粘结剂和第二粘结剂，其中，所述第一 粘结剂的固化温度为大于150'C至500°C，所述第二粘结剂的固化温度为 50-150°C。所述固化温度是指一种粘结剂凝固成固体所需要到达的温度。在本专利技术提供的粘结剂组合物中，只要存在少量的所述第一粘结剂就可 以实现本专利技术的目的；在一种优选的实施方式中，所述第一粘结剂和第二粘结剂的重量比为l: 9至9: 1;为了进一步改善锂离子二次电池的容量和循环性能，在另一种优选的实施方式中，所述第一粘结剂和第二粘结剂的重量比为3: 7至7: 3。所述第一粘结剂可以为固化温度为大于15(TC至50(TC的任何粘结剂， 优选为聚酰亚胺(PI)、环氧树脂、硅氧烷聚合物、酚醛树脂中的一种或多 种；所述第二粘结剂可以是固化温度为50-15(TC的任何粘结剂，优选为羧甲 基纤维素钠、丁苯橡胶、聚四氟乙烯、聚乙烯醇、聚氨酯、聚偏二氟乙烯、 偏二氟乙烯-四氟乙烯共聚物、偏二氟乙烯-六氟丙烯共聚物、六氟丙烯-四氟乙烯共聚物、偏二氟乙烯-四氟乙烯-六氟丙烯共聚物中的一种或几种。本专利技术提供的粘结剂组合物的制备可以通过混合的方法制备，例如将第一粘结剂和第二粘结剂按照一定的重量比置于混合器中混合即可。本专利技术还提供了一种正极材料组合物，该组合物包括正极活性物质、导电剂和粘结剂，其中，所述粘结剂为本专利技术提供的粘结剂组合物。所述活性物质和导电剂的含量可以为常规含量；优选情况下，例如，以 正极活性物质、导电剂和粘结剂的总重量为基准，所述粘结剂的含量可以为 0.3-15重量％，优选为1-13重量％;所述正极活性物质的含量可以为83-98 重量％，优选为85-95重量％;所述导电剂的含量可以为1-10重量％，优选 为3-10重量％。所述正极活性物质可以采用各种常规的正极活性物质，如磷酸铁锂、 Li3V2(P04)3、 LiMn204、 LiMn02、 LiNi02、 LiCo02、 LiVPO4F和LiFe02中的 一种或几种。为了显著改善所述正极活性物质性能，所述正极活性物质性能 优选为磷酸铁锂、LiCo02、 LiVP04F中的一种或几种。所述导电剂可以采用本领域所公知的任何导电剂，例如可以采用石墨、 碳纤维、碳黑、金属粉末和纤维中的一种或几种。这些化合物都可以通过商 购获得。本专利技术还提供了一种正极，该正极包括集流体和负载在集流体上的正极 材料，其中，所述正极材料为本专利技术提供的正极材料组合物。所述集流体可采用现有技术中用于锂离子二次电池正极的各种集流体， 如铝箔、铜箔或各种冲孔钢带。正极的制备方法可以按照以下方法进行，用溶剂将正极活性物质、粘结 剂和导电剂制备成正极材料浆液，溶剂的加入量可根据所要制备的正极浆液 的拉浆涂布的粘度和可操作性的要求进行灵活调整，具体为本领域技术人员 所公知的。然后将所制得的正极材料浆液拉浆涂覆在正极集流体上干燥，然后在温度为大于15(TC至500-C下保持0.5-5小时，使所述第一种粘结剂固化。 接着进行压片和裁片得到正极。所述干燥的温度可以为80-15(TC，干燥时间 可以为2-10小时。所述正极桨液所用的溶剂可以是现有技术中的各种溶剂，如可本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种粘结剂组合物，其特征在于，该组合物含有第一粘结剂和第二粘结剂，其中，所述第一粘结剂的固化温度为大于１５０℃至５００℃，所述第二粘结剂的固化温度为５０－１５０℃。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：曾庆生，吴声本，
申请(专利权)人：比亚迪股份有限公司，
类型：发明
国别省市：94[中国|深圳]
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