[發(fā)明專利]一種鋰離子電池用油性底涂集流體及其制備方法和應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710010418.4
• 申請日: 2017-01-06
• 公開（公告）號: CN106848324B
• 公開（公告）日: 2020-08-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 孔令涌;尚偉麗;陳玲震;李佳佳;胡曉寧
• 申請（專利權(quán)）人: 深圳市德方納米科技股份有限公司
• 主分類號: H01M4/66
• 分類號: H01M4/66;H01M10/0525;H01M4/13
• 代理公司: 廣州三環(huán)專利商標(biāo)代理有限公司 44202
• 代理人: 郝傳鑫;熊永強(qiáng)

本發(fā)明提供了一種鋰離子電池用油性底涂集流體的制備方法，包括以下步驟：制備油性底涂漿料：將油性分散劑和溶劑預(yù)先混合，之后加入片狀導(dǎo)電碳和球形導(dǎo)電碳攪拌，再加入油性粘結(jié)劑，得到油性底涂漿料；將所述油性底涂漿料涂覆在所述集流體基材表面，干燥后形成一涂層，得到油性底涂集流體。所述油性底涂集流體的表面粗糙度較高，可以提高油性底涂集流體和活性物之間的剝離強(qiáng)度，并且改善兩者之間的接觸電阻，進(jìn)而降低電池內(nèi)阻、提高電池的壓實密度和能量密度，為電池動力續(xù)航提供可能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及鋰離子電池功能導(dǎo)電集流體的制備方法，具體涉及一種鋰離子電池用油性底涂集流體及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)

典型的電化學(xué)電池具有參與電化學(xué)反應(yīng)的陰極和陽極。為制造電極，可以將電極活性材料(electroactive material)涂覆到集流體上，其可以充當(dāng)電池的正負(fù)極材料。保持電極活性材料與導(dǎo)電集流體之間的電接觸對于電化學(xué)電池的有效運作至關(guān)重要。

已知地，涂覆在電極活性材料和集流體之間的過渡層，稱為“底涂料”或者“底涂層”，可以粘合在電極活性材料和集流體之間，并且提供電極活性材料和集流體之間的電導(dǎo)通，進(jìn)而降低活性物質(zhì)與集流體之間的接觸電阻。目前，現(xiàn)在已有底涂漿料出現(xiàn)，但許多現(xiàn)有底涂料不能在提供層間良好的電接觸的同時也提高電極活性材料和集流體的良好粘合。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明提供了一種鋰離子電池用油性底涂集流體，可以在提高集流體和電極活性材料之間良好導(dǎo)電能力的同時，還可以提高電極活性材料在涂覆有油性底涂漿料的集流體(即得到的油性底涂集流體)上的粘結(jié)性，進(jìn)而提高電池的壓實密度、能量密度等性能。

第一方面，本發(fā)明提供了一種油性底涂集流體的制備方法，包括如下步驟：

(1)將油性分散劑和溶劑相混合，攪拌均勻，得到混合物A；

(2)將片狀導(dǎo)電碳和球形導(dǎo)電碳加入到所述混合物A中，攪拌均勻后并進(jìn)行砂磨直至所述片狀導(dǎo)電碳和球形導(dǎo)電碳的D50為20～90μm，得到鋰離子電池用油性底涂漿料，所述油性底涂漿料中，油性分散劑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1-5％，片狀導(dǎo)電碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2-20％，球形導(dǎo)電碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5-25％；

(3)取集流體基材，將所述油性底涂漿料涂覆在所述集流體基材表面，干燥后形成一底涂層，得到油性底涂集流體。

本發(fā)明中，在制備底涂漿料的過程中，同時采用片狀導(dǎo)電碳和球形導(dǎo)電碳作為導(dǎo)電劑，其中，片狀導(dǎo)電碳能夠有效降低界面電阻，而球狀導(dǎo)電碳可有效能夠增強(qiáng)導(dǎo)電性，增強(qiáng)粗糙度，可以借由片狀和球形導(dǎo)電碳的相互作用，共同形成導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)(可以是片狀導(dǎo)電碳形成導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)框架，球形導(dǎo)電碳穿插在片狀導(dǎo)電碳的層面之間，避免片狀導(dǎo)電碳的團(tuán)聚，或者是球形導(dǎo)電碳充分分散在片狀導(dǎo)電碳分子之間)。在將所述底涂漿料涂布到集流體上時，利于集流體和電極活性物質(zhì)之間導(dǎo)電性的提高，更利于形成大面積的具有凹凸不平的粗糙表面的底涂層，有助于電極活性材料在集流體上的粘附，并承載更多的電極活性材料，從而提高電池的能量密度，減少電池內(nèi)阻。

此外，在制備底涂漿料的過程中，先將油性分散劑與溶劑進(jìn)行混合，再加入導(dǎo)電劑，最后加入油性粘結(jié)劑，這樣可以避免先加入油性粘結(jié)劑所造成的漿料粘度增大，影響后加入的片狀和球形導(dǎo)電碳的分散，延長攪拌時間。

本發(fā)明中主要控制片狀導(dǎo)電碳和球形導(dǎo)電碳在油性底涂漿料中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為2-20％、5-25％，并基于油性分散劑、粘結(jié)劑、溶劑的協(xié)同作用，使得所述底涂層的粗糙度合適，空隙合適，便于電極活性材料在油性底涂集流體的底涂層上穩(wěn)定、高附著量的承載。