[發(fā)明專利]用于鋰電池或鋰硫電池的粘結(jié)劑、極片及制造方法和電池

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310254509.4
• 申請(qǐng)日: 2013-06-25
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104253275A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-12-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 羅飛;李泓;陳立泉;方錚;胡勇勝
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院物理研究所
• 主分類號(hào): H01M4/62
• 分類號(hào): H01M4/62;H01M10/0525;H01M4/139
• 代理公司: 北京億騰知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 11309
• 代理人: 李楠

1.一種用于鋰電池或者鋰硫電池的粘結(jié)劑，其特征在于，所述粘結(jié)劑為通式(I)所示的酯化果膠類化合物及其衍生物:

通式(I)

其中，所述粘結(jié)劑的主鏈為α（1，4）—D聚半乳糖醛酸，n為聚合度，R、R’為取代基團(tuán)；

所述酯化果膠類化合物的R和R’分別為氫、鋰、鈉、鉀或甲氧基中的一種，其中，酯化度不小于20%，所述酯化度為R與R’中甲氧基的總和在全部D-半乳糖醛酸基中的比例；或者

所述衍生物中的R和R’中包括甲氧基以及烷基、芳香基或酰基中的一種。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的粘結(jié)劑，其特征在于，所述酯化度不小于50%。

3.一種用于鋰電池或鋰硫電池的復(fù)合型粘結(jié)劑，其特征在于，所述復(fù)合型粘結(jié)劑為：上述權(quán)利要求1所述的粘結(jié)劑與羧甲基纖維素CMC、海藻酸鈉、聚丁苯橡膠乳液SBR、聚丙烯酸鋰PAALi和卡拉膠中的一種或多種復(fù)合形成的粘結(jié)劑。

4.一種應(yīng)用上述權(quán)利要求1所述的粘結(jié)劑或上述權(quán)利要求3所述的復(fù)合型粘結(jié)劑制成的用于鋰電池中的極片，其特征在于，所述極片包含活性物質(zhì)、導(dǎo)電添加劑、粘結(jié)劑或復(fù)合型粘結(jié)劑；

其中，所述活性物質(zhì)包括正極活性物質(zhì)和負(fù)極活性物質(zhì)，所述負(fù)極活性物質(zhì)為中間相碳微球MCMB、人造石墨、天然石墨、鈦酸鋰、納米硅、微米硅、錫、銻、鍺、過(guò)渡金屬氧化物以及表面包覆有碳層、金屬層、氮化物層、氧化物層和高分子聚合物層的中間相碳微球MCMB、人造石墨、天然石墨、鈦酸鋰、納米硅、微米硅、錫、銻、鍺、過(guò)渡金屬氧化物中的一種或任意比例的幾種；所述正極活性物質(zhì)為磷酸鐵鋰、鋰鈷氧、錳酸鋰、鎳酸鋰、亞錳酸鋰、三元正極材料以及表面包覆有碳層、金屬層、氮化物層、氧化物層和高分子聚合物層的磷酸鐵鋰、鋰鈷氧、錳酸鋰、鎳酸鋰、亞錳酸鋰、三元正極材料中的一種或任意比例的幾種；所述導(dǎo)電添加劑包括碳黑、碳納米管、導(dǎo)電石墨中任一種。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的極片，其特征在于，所述復(fù)合型粘結(jié)劑的總重量在電極材料中的重量百分比為2-15%；其中所述電極材料的重量為活性物質(zhì)、導(dǎo)電添加劑和復(fù)合型粘結(jié)劑的總量之和。

6.一種如上述權(quán)利要求4所述的極片的制造方法，其特征在于，所述方法包括：

將粘結(jié)劑或復(fù)合型粘結(jié)劑在室溫下加入去離子水中，以2000rpd/min的速度攪拌30分鐘后，加入活性物質(zhì)和導(dǎo)電添加劑，以1500rpd/min的速度攪拌90分鐘后得到制備好的漿料；將所述漿料均勻涂布于銅箔上，50℃下烘干2小時(shí)后，剪裁成8×8mm的極片，在100℃真空環(huán)境下烘干10小時(shí)；

其中，所述活性物質(zhì)包括正極活性物質(zhì)和負(fù)極活性物質(zhì)，所述負(fù)極活性物質(zhì)為中間相碳微球MCMB、人造石墨、天然石墨、鈦酸鋰、納米硅、微米硅、錫、銻、鍺、過(guò)渡金屬氧化物以及表面包覆有碳層、金屬層、氮化物層、氧化物層和高分子聚合物層的中間相碳微球MCMB、人造石墨、天然石墨、鈦酸鋰、納米硅、微米硅、錫、銻、鍺、過(guò)渡金屬氧化物中的一種或任意比例的幾種；所述正極活性物質(zhì)為磷酸鐵鋰、鋰鈷氧、錳酸鋰、鎳酸鋰、亞錳酸鋰、三元正極材料以及表面包覆有碳層、金屬層、氮化物層、氧化物層和高分子聚合物層的磷酸鐵鋰、鋰鈷氧、錳酸鋰、鎳酸鋰、亞錳酸鋰、三元正極材料中的一種或任意比例的幾種；所述導(dǎo)電添加劑包括碳黑、碳納米管、導(dǎo)電石墨中任一種。

7.一種應(yīng)用上述權(quán)利要求1所述的粘結(jié)劑或上述權(quán)利要求3所述的復(fù)合型粘結(jié)劑制成的用于鋰硫電池的極片，其特征在于，所述極片包含正極活性物質(zhì)、導(dǎo)電添加劑、粘結(jié)劑或復(fù)合型粘結(jié)劑；

其中，所述正極活性物質(zhì)包括單質(zhì)硫、有機(jī)硫化物、多孔碳/硫復(fù)合材料、聚合物/硫復(fù)合材料、硫化鋰中的一種或任意比例的幾種；

所述導(dǎo)電添加劑包括碳黑、碳納米管、導(dǎo)電石墨中任一種。