[發(fā)明專(zhuān)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(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710010418.4
• 申請(qǐng)日: 2017-01-06
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN106848324B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-08-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孔令涌;尚偉麗;陳玲震;李佳佳;胡曉寧
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 深圳市德方納米科技股份有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H01M4/66
• 分類(lèi)號(hào): H01M4/66;H01M10/0525;H01M4/13
• 代理公司: 廣州三環(huán)專(zhuān)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(shí)密度和能量密度，為電池動(dòng)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(yáng)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(duì)于電化學(xué)電池的有效運(yùn)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(guò)渡層，稱(chēng)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(shí)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(shí)，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(shí)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(guò)程中，同時(shí)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(shí)，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(guò)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(zhǎng)攪拌時(shí)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。