[發明專利]一種高安全極片漿料添加劑及其制備方法

有效

• 申請號: 201711480209.2
• 申請日: 2017-12-29
• 公開（公告）號: CN108199022B
• 公開（公告）日: 2022-12-20
• 發明（設計）人: 趙張寶;楊慧敏;賈躍祥;史運濤;何培爽
• 申請（專利權）人: 北京鼎能開源電池科技股份有限公司;固安鋒行科技有限公司
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/62;H01M10/0525
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 王文君;陳征

本發明涉及電池極片制造技術領域，特別涉及一種高安全極片漿料添加劑及其制備方法；所述制備方法的步驟包括：1)將有機溶劑與聚乙烯混合，加熱至所述聚乙烯完全溶解以得到溶液，向所述溶液中加入乳化劑，得到乳濁液；2)向所述乳濁液滴加無水乙醇，至不再出現絮狀沉淀，取所述絮狀沉淀經噴霧干燥得到粉末，再對所述粉末經超細粉磨即得到電池極片漿料添加劑。在電池極片漿料中添加本發明中所述的添加劑，可以有效的防止電池內短路情況的發生，使得電池極片形成保護層，阻斷鋰離子移動通道，避免電池溫度持續上升繼而發生熱失控的現象的發生，從而在設計源頭最大化解決三元電池的安全隱患問題。

技術領域

本發明涉及電池極片制造技術領域，特別涉及一種高安全極片漿料添加劑及其制備方法。

背景技術

相比于鉛酸電池，鋰電池因其具有高能量密度、高工作電壓、使用壽命長、無記憶效應、續航里程長等優點，近年來成為人們關注的焦點。在動力電池領域，三元材料、磷酸鐵鋰等鋰離子活性材料正強勢崛起，特別是三元材料可以同時有效克服鈷酸鋰材料成本過高、錳酸鋰材料穩定性不高、磷酸鐵鋰容量低等問題，具有價格優勢。極片可以用PVDF(聚偏四氟乙烯)或水溶性粘接劑作為粘接劑，加入導電劑和活性材料后，制成漿料，涂布在金屬箔上制成。極片傳統的操作工藝是：先制作電極的漿料，再進行烘干、配料、制漿、涂布，再經過烘干、壓實、裁片等一系列加工制成極片。

盡管鋰電池有如此多的優勢，但安全性是其發展的最大短板，其高溫穩定性差，導致鋰電池還不能大規模進入動力電池領域，目前鋰電池活性材料的安全性是一個行業難題。如何有效解決鋰電池的安全隱患，避免電池在內短路時發生熱失控現象，已成為國內外各個企業亟需解決的問題。

發明內容

本發明要解決的技術問題是，針對現有技術的不足，本發明提供一種高安全型鋰電池極片漿料添加劑的制造方法，在設計源頭最大化解決鋰電池的安全隱患問題。

本發明提供一種高安全電池極片漿料添加劑(聚乙烯微粉)的制備方法，其方法如下：

1)將有機溶劑與聚乙烯混合，加熱至所述聚乙烯完全溶解以得到溶液，向所述溶液中加入乳化劑，得到乳濁液；

2)向所述乳濁液滴加無水乙醇，至不再出現絮狀沉淀，取所述絮狀沉淀經噴霧干燥得到粉末，再對所述粉末經超細粉磨即得到電池極片漿料添加劑。

本發明所述的制備方法，步驟1)中，所述聚乙烯為粒徑小于3mm的聚乙烯顆粒，所述聚乙烯選自線性低密度、高壓低密度聚乙烯、高密度聚乙烯中的一種或幾種。優選為線性低密度和/或高壓低密度聚乙烯。

本發明所述的制備方法中，所述有機溶劑選自二甲苯，或甲苯、乙酸戊酯、三氯乙烯等溶劑中的一種或幾種；優選二甲苯。選擇上述溶劑，能夠使得聚乙烯全部溶解，而相較于甲苯、三氯乙烯，二甲苯沸點較高，能夠滿足加熱條件而不沸騰，并且，在二甲苯溶液中，絮狀聚乙烯析出較為穩定，不易出現團塊聚乙烯。

所述加熱溫度控制在70℃以上，以使所述聚乙烯全部溶解為準。優選地，溶解聚乙烯時加熱溶液并保持溫度在100-140℃；優選為110-120℃。在上述溫度的控制下，能夠進一步增大聚乙烯在二甲苯溶劑中的溶解度，以保證更高的產率，還能使得聚乙烯絮狀物更加分散以減輕絮狀物團聚的狀況，便于下一步的粉碎。

優選地，所述二甲苯與聚乙烯質量比為80:1-120:1；進一步地，所述二甲苯溶劑與聚乙烯質量比為90:1-100:1。在上述比例的控制下，能夠達到產量與析出的絮狀物不易團聚的最佳平衡。

所述乳化劑為OP系列乳化劑，優選OP-10。

本發明所述的制備方法，步驟2)中，所述無水乙醇優選加熱至25-60℃后再滴加至所述乳濁液中。對無水乙醇加熱后能夠減緩聚乙烯絮狀物團聚的狀況。以將所述無水乙醇加熱至30-40℃為最優。

所述噴霧干燥施加的壓力為100-200個大氣壓；優選120-140個大氣壓。