一种锂离子电池铜/铝箔涂覆水性导电浆料及其制备方法与流程

文档序号:20374311发布日期:2020-04-14 13:42阅读:759来源:国知局

本发明涉及动力电池制造领域技术领域,尤其涉及一种锂离子电池铜/铝箔涂覆水性导电浆料及其制备方法。



背景技术:

锂离子电池具有高比能量,循环寿命长,无记忆效应的特性,又具有安全、可靠且能快速充放电优点,因此成为国家及企业重点发展的热点。铝箔/铜箔集流体在锂电池中起到附着活性物质和电子导电的功能。锂电池正/负极活性物质的颗粒粒径较大,使得颗粒与铜箔/铝箔之间的接触是点与面的接触,减少了电子的传导途径,从而增加了电阻,随着电池使用时间的延长,活性物质预计流体之间会慢慢剥离,导致电池的整体性能降低。



技术实现要素:

本发明的目的在于提供一种锂离子电池铜/铝箔涂覆水性导电浆料及其制备方法,以解决上述背景技术中所提出的问题。

为达到上述目的,本发明采用的技术方案是:一种锂离子电池铜/铝箔涂覆水性导电浆料,按质量分数包括如下组分,

作为进一步的优化,所述第一导电材料为碳纳米管、石墨烯、导电炭黑中的一种。

作为进一步的优化,所述分散剂为乙酰丙酮、乙二胺四乙酸中的一种。

作为进一步的优化,所述流平剂为聚醚改性有机硅水性树脂流平剂。

作为进一步的优化,所述增容剂为聚乙烯醇或纤维素纳米球。

作为进一步的优化,所述消泡剂为聚硅氧烷、聚醚化合物、改性有机硅中的一种或几种。

本发明还提供了一种锂离子电池铜/铝箔涂覆水性导电浆料的制备方法,包括如下步骤,

s1)甲氧基聚乙二醇丙烯酸酯-丙烯酰胺共聚物、分散剂、润湿剂和水按配比混合溶解;

s2)加入第一导电碳材料和片状石墨粉搅拌均匀,经胶体磨得到导电浆料预分散体;

s3)导电浆料预分散体经研磨分散后得到导电浆料分散液;

s4)导电浆料分散液与水性丙烯酸树脂、流平剂、增容剂、消泡剂高速混合调配后得到最终的导电浆料。

作为进一步的优化,s3)中采用砂磨机处理导电浆料预分散体时,控制细度低于2微米,研磨3-20遍。

与现有技术相比,本发明的有益效果是:

1.本发明采用甲氧基聚乙二醇丙烯酸酯-丙烯酰胺共聚物,利用其柔性主链表面大量的亲水保水基团作用实现降低粘度和减水功能,同时可实现对导电碳材料空间位阻分散作用;

2.采用片状石墨粉,由于在聚合物体系中,起导电作用的因素除了所加导电粉体本身的导电性外,还与导电粒子在聚合物中的分布状态有关,石墨粉可借助甲氧基聚乙二醇丙烯酸酯-丙烯酰胺共聚物形成导电网络,具有较好的导电性,同时,石墨粉粒径较小,可以增大接触面积,提高集流极表面张力,增强集流极的易涂覆性能;

3.增加了增容剂,提高导电主料与导电添加剂等原料间的连接,使原料之间连接更紧密,原料之间相互配合,可对电池活性材料涂覆提供可靠地附着力,亦可提高导电性。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例,对本发明的技术方案作进一步的描述,但本发明并不限于这些实施例。

实施例1

一种锂离子电池铜/铝箔涂覆水性导电浆料,按质量分数包括如下组分,

具体制备方法为:将甲氧基聚乙二醇丙烯酸酯-丙烯酰胺共聚物、乙酰丙酮、润湿剂和水按配比混合溶解;加入碳纳米管和片状石墨粉搅拌均匀,经胶体磨得到导电浆料预分散体;导电浆料预分散体经研磨分散后得到导电浆料分散液,采用砂磨机处理导电浆料预分散体时,控制细度低于2微米,研磨10遍;导电浆料分散液与水性丙烯酸树脂、流平剂、聚乙烯醇、改性有机硅消泡剂高速混合调配后得到最终的导电浆料。

实施例2

一种锂离子电池铜/铝箔涂覆水性导电浆料,按质量分数包括如下组分,

具体制备方法为:将甲氧基聚乙二醇丙烯酸酯-丙烯酰胺共聚物、乙二胺四乙酸、润湿剂和水按配比混合溶解;加入石墨烯和片状石墨粉搅拌均匀,经胶体磨得到导电浆料预分散体;导电浆料预分散体经研磨分散后得到导电浆料分散液,采用砂磨机处理导电浆料预分散体时,控制细度低于2微米,研磨15遍;导电浆料分散液与水性丙烯酸树脂、流平剂、聚乙烯醇、聚醚消泡剂高速混合调配后得到最终的导电浆料。

实施例3

一种锂离子电池铜/铝箔涂覆水性导电浆料,按质量分数包括如下组分,

具体制备方法为:将甲氧基聚乙二醇丙烯酸酯-丙烯酰胺共聚物、乙二胺四乙酸、润湿剂和水按配比混合溶解;加入导电炭黑和片状石墨粉搅拌均匀,经胶体磨得到导电浆料预分散体;导电浆料预分散体经研磨分散后得到导电浆料分散液,采用砂磨机处理导电浆料预分散体时,控制细度低于2微米,研磨10遍;导电浆料分散液与水性丙烯酸树脂、流平剂、纤维素纳米球、聚硅氧烷消泡剂高速混合调配后得到最终的导电浆料。

应用实施例

将制备得到的导电浆料用25微米涂布器涂布成膜,120度烘烤5分钟,冷却后采用四探针仪测试其表面电阻、附着力、耐水性、耐nmp性和耐电解液性。下表为本发明中五个实施例的实验数据:

本发明使得导电浆料的导电内阻更优异,涂覆效果更好,对电池活性材料涂覆提供可靠地附着力,提高生产电池的综合性能,将其均匀、细腻地涂覆在导电铝箔/铜箔上,即可获得良好的导电涂层,提高活性物质与箔材的粘附力,而且具备用于正极时耐nmp溶剂腐蚀,用于负极铜箔时耐水,大大提高活性物质与箔材的粘附力,从而实现电池长寿命,这本发明导电浆料制备的涂层,可以提供极佳的静态导电性能,收集活性物质的微电流,从而可以大幅降低正/负极材料和集流体之间的接触电阻,并能提高两者之间的附着能力;同时可以大幅减少粘结剂的使用量,进而使锂电池的整体性能产生显著的提升。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代,但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

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