一种表征电池极片中粘结剂分布的方法与流程

本发明属于锂离子电池领域，具体涉及一种表征电池极片中粘结剂分布的方法。

背景技术：

1、锂离子电池浆料是由活性物质、导电剂、粘结剂、溶剂组成，将上述浆料涂布于集流体(箔材)上，经烘干后即可得到电池极片。其中粘结剂的作用就是将活性物质、导电剂与集流体相互粘结在一起。相关技术中，粘结剂在烘干过程中存在随着溶剂的蒸发而上浮的风险，粘结剂上浮会导致集流体与活性物质的粘附力降低，在后续的制造过程以及成品电池循环过程中发生剥离的情况。因此在电池制造过程中，对粘结剂在活性物质层中的分布进行有效的评估对电池制备参数设置有着极其重要的参考作用。

2、现阶段，大多采用分层剥离后热重检测法或者截面元素分析法来获取粘结剂在电池极片上的分布，例如专利文献cn114184513a公开了一种锂离子电池负极极片中粘接剂分布的检测方法，将极片料区人为划分为上、中、下层粉料，进行剥离，利用热重分析仪测量上层和下层粉料中粘接剂差值。例如专利文献cn107831178a公开了一种锂离子电池负极粘结剂在极片中分布的检测方法，对负极片进行切割后，利用元素分析对截面进行测试，获取粘结剂在电池极片上的分布。

3、然而，上述方法无法对活性物质层的粘结剂分布进行精细化的表征，且上述方法测试成本较高，不适合电池极片的批次性检测。

技术实现思路

1、本发明提供一种表征电池极片中粘结剂分布的方法，该方法通过分层剥离处理获取剥离厚度-剥离力关系，根据剥离厚度-剥离力关系既能够直观反映电池极片中粘结剂含量，还能够直观反映粘结剂的空间位置分布，该方法具有成本低、易操作、安全性高的优势，适用于电池极片的批次性检测。

2、本发明提供的表征电池极片中粘结剂分布的方法，包括以下步骤：

3、对活性物质层进行分层剥离处理，获取剥离厚度、剥离力数据，得到剥离厚度-剥离力关系；

4、根据剥离厚度-剥离力关系，得到所述电池极片中的粘结剂分布信息；

5、对活性物质层进行分层剥离处理包括以下步骤：使第一胶层与活性物质层的一侧贴合，将第二胶层的一侧与活性物质层的另一侧贴合，对活性物质层进行分层剥离处理；

6、所述活性物质层包含活性物质颗粒，所述第二胶层的厚度大于等于所述活性物质颗粒的d50粒径，且小于所述活性物质颗粒的d90粒径。

7、如上所述的方法，其中，对活性物质层进行分层剥离处理之前还包括以下步骤：

8、通过第一胶层将电池极片固定在基材上，使第一胶层的一侧与基材贴合，第一胶层的另一侧与活性物质层的一侧贴合；

9、将电池极片上的集流体与活性物质层剥离后，使活性物质层的另一侧裸露。

10、如上所述的方法，其中，沿靠近集流体至远离集流体的方向，活性物质层包括第一子活性物质层、第二子活性物质层、第三子活性物质层…第(n-1)子活性物质层，第一子活性物质层对应的剥离力为a1，第二子活性物质层对应的剥离力为a2，第三子活性物质层对应的剥离力为a3，以此类推，第(n-1)子活性物质层对应的剥离力为an-1；其中n≥3，

11、电池极片整体的剥离力为(a1+a2+a3+…+an-1)/(n-1)。

12、如上所述的方法，其中，第一子活性物质层中粘结剂的分布为a1/(a1+a2+a3+…+an-1)，第二子活性物质层中粘结剂的分布为a2/(a1+a2+a3+…+an-1)，第三子活性物质层中粘结剂的分布为a3/(a1+a2+a3+…+an-1)，以此类推，第(n-1)子活性物质层中粘结剂的分布为an-1/(a1+a2+a3+…+an-1)。

13、如上所述的方法，其中，根据粘结剂的上浮程度为(an-1-(a1+a2+a3+…+an-1)/(n-1))/((a1+a2+a3+…+an-1)/(n-1))，得到粘结剂的上浮程度。

14、如上所述的方法，其中，第一胶层、第二胶层的厚度均不大于活性物质层的厚度。

15、如上所述的方法，其中，第二胶层在基材上的正投影覆盖电池极片在基材上的正投影；和/或，所述第一胶层在基材上的正投影位于电池极片在基材上的正投影内。

16、如上所述的方法，其中，所述第一胶层的宽度不大于电池极片的宽度；

17、所述第一胶层的长度不大于电池极片的长度。

18、如上所述的方法，其中，所述电池极片的宽度为10～50mm，长度为20～50cm；

19、所述第一胶层的宽度为10～50mm，长度为5～15cm。

20、如上所述的方法，其中，分层剥离处理时的剥离速度为(10-200)mm/min。

21、本发明的实施，至少具有以下有益效果：

22、本发明提供的表征电池极片中粘结剂分布的方法，通过分层剥离处理获取剥离厚度-剥离力关系，能够直观反映电池极片中粘结剂含量以及粘结剂的空间位置分布，从而实现对电池极片中粘结剂分布的评价；此外，该方法具有成本低、易操作、安全性高的优势，适用于电池极片的批次性检测。

技术特征：

1.一种表征电池极片中粘结剂分布的方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对活性物质层进行分层剥离处理之前还包括以下步骤：

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，沿靠近集流体至远离集流体的方向，活性物质层包括第一子活性物质层、第二子活性物质层、第三子活性物质层…第(n-1)子活性物质层，第一子活性物质层对应的剥离力为a1，第二子活性物质层对应的剥离力为a2，第三子活性物质层对应的剥离力为a3，以此类推，第(n-1)子活性物质层对应的剥离力为an-1；其中n≥3，

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，第一子活性物质层中粘结剂的分布为a1/(a1+a2+a3+…+an-1)，第二子活性物质层中粘结剂的分布为a2/(a1+a2+a3+…+an-1)，第三子活性物质层中粘结剂的分布为a3/(a1+a2+a3+…+an-1)，以此类推，第(n-1)子活性物质层中粘结剂的分布为an-1/(a1+a2+a3+…+an-1)。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，根据粘结剂的上浮程度为(an-1-(a1+a2+a3+…+an-1)/(n-1))/((a1+a2+a3+…+an-1)/(n-1))，得到粘结剂的上浮程度。

6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，第一胶层、第二胶层的厚度均不大于活性物质层的厚度。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的方法，其特征在于，第二胶层在基材上的正投影覆盖电池极片在基材上的正投影；和/或，所述第一胶层在基材上的正投影位于电池极片在基材上的正投影内。

8.根据权利要求1-6中任一项所述的方法，其特征在于，所述第一胶层的宽度不大于电池极片的宽度；

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，

10.根据权利要求1-6中任一项所述的方法，其特征在于，分层剥离处理时的剥离速度为(10-200)mm/min。

技术总结
本发明提供一种表征电池极片中粘结剂分布的方法，包括以下步骤：对活性物质层进行分层剥离处理，获取剥离厚度‑剥离力关系；根据剥离厚度‑剥离力关系，得到所述电池极片中的粘结剂分布信息。该方法通过分层剥离处理获取剥离厚度‑剥离力关系，根据剥离厚度‑剥离力关系既能够直观反映电池极片中粘结剂含量，还能够直观反映粘结剂的空间位置分布，该方法具有成本低、易操作、安全性高的优势，适用于电池极片的批次性检测。

技术研发人员：梁顺超,孙伟丽,李琮熙,尹充,乐红春,董岩,熊建辉,孟祥贺,徐康
受保护的技术使用者：宁波容百新能源科技股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13