[發明專利]一種鋰離子電池粘結劑電化學穩定性的檢測方法

在審

• 申請號: 202010557515.7
• 申請日: 2020-06-18
• 公開（公告）號: CN111781252A
• 公開（公告）日: 2020-10-16
• 發明（設計）人: 梁棟棟;謝李昭;林少雄;蔡桂凡
• 申請（專利權）人: 合肥國軒高科動力能源有限公司
• 主分類號: G01N27/26
• 分類號: G01N27/26
• 代理公司: 合肥市長遠專利代理事務所(普通合伙) 34119
• 代理人: 劉勇

本發明公開了一種鋰離子電池粘結劑電化學穩定性的檢測方法，包括以下步驟：S1、以鋰離子電池粘結劑為原料，制作粘結劑膜；S2、組裝包含步驟S1所述粘結劑膜的鋰離子電池；S3、對步驟S2所述鋰離子電池進行電化學穩定性測試，得到電化學圖譜；S4、對步驟S3得到的電化學圖譜進行分析，判斷鋰離子電池粘結劑的電化學穩定性。本發明的檢測方法可以測試不同溫度下的粘結劑的電化學穩定性，方法簡單，易于操作，可快速篩選出一款電化學穩定性好的正(負)極粘結劑。

技術領域

本發明涉及鋰離子電池技術領域，尤其涉及一種鋰離子電池粘結劑電化學穩定性的檢測方法。

背景技術

鋰離子電池因其平均輸出電壓高、比能量高、自放電小、無記憶效應等優點，在如今日常生活中廣泛用作各類便攜式電子設備的儲能裝置。近年來，隨著消費者對更高能量密度鋰離子電池的需求不斷提升，隨著先進材料和全電氣化電動車應用發展對電池需求的提升，人們對高比容量的電極材料的研究也在逐年增加。然而，這些高比容量的電極材料的研究中，往往還面臨一些挑戰，例如高理論比容量的負極材料硅、錫等，由于材料充放電過程中伴隨巨大的體積變化，容易破裂粉化，使電池容量衰減，循環穩定性不佳；高比容量的富鋰錳基正極材料則存在首次充放電時，材料結構不可逆轉變，充放電過程中電壓持續衰減等問題，同樣導致電池循環難以保持穩定，正負極在各種環境下的穩定性決定了電池的性能發揮，甚至嚴重影響電池的安全性，因此，電極的性能在一定程度上決定了鋰離子電池的綜合性能，粘結劑是保持電極結構穩定的關鍵因素之一。一種優良的粘結劑能在保持電極材料結構穩定、防止電極材料脫離集流體、維持極片表面導電網絡等方面起到至關重要的作用。

事實上，粘結劑不僅需要有效地粘結電極活性物質、導電劑和集流體，而且由于長期處于非常特殊的環境下，優良的粘結劑還必須能夠抵抗各種外在因素的影響。這些特殊環境因素，例如，粘結劑與電極材料一起長期浸泡在電解液中，需要粘結劑在電解液中保持形狀、結構和性能的穩定；粘結劑長期處于高電位(正極粘結劑)或低電位(負極粘結劑)條件下，因此，正極粘結劑需要在高壓條件下不被氧化，負極粘結劑需要在低壓條件下不被還原；在電池充放電過程中，不與活性材料、Li及其他物質發生副反應的特性等，需要粘結劑具備化學穩定和電化學穩定性好的優點。因此，開發一種簡單明了、準確快速的鋰離子電池粘結劑電化學穩定性的測試方法對選擇一款電化學穩定性好的正(負)極粘結劑至關重要。

發明內容

基于背景技術存在的技術問題，本發明提出了一種鋰離子電池粘結劑電化學穩定性的檢測方法，通過該方法可以測試不同溫度和電壓下的粘結劑的電化學穩定性，測試儀器易于操作，方法簡單，可快速篩選出一款電化學穩定性好的正(負)極粘結劑。

本發明提出的一種鋰離子電池粘結劑電化學穩定性的檢測方法，包括以下步驟：

S1、以鋰離子電池粘結劑為原料，制作粘結劑膜；

S2、組裝包含步驟S1所述粘結劑膜的鋰離子電池；

S3、對步驟S2所述鋰離子電池進行電化學穩定性測試，得到電化學圖譜；

S4、對步驟S3得到的電化學圖譜進行分析，判斷鋰離子電池粘結劑的電化學穩定性。

優選地，所述鋰離子電池粘結劑的電化學穩定性的判斷方法為：電化學圖譜中，在工作電壓區間內不出現氧化還原峰，且在電壓為1.0V附近出現的氧化還原峰峰值低，表示鋰離子電池粘結劑的電化學穩定性好；優選地，所述工作電壓區間為2-5V。

優選地，所述鋰離子電池粘結劑為聚乙烯醇、聚丙烯酸、聚丙烯酸鹽、聚四氟乙烯、聚酰亞胺、羧甲基纖維素鈉、聚烯烴類粘結劑、聚偏氟乙烯、聚偏氟乙烯基含氟聚合物、高分子聚電解質、丁苯橡膠、改性丁苯橡膠、氟化橡膠、離子聚合物類粘結劑或者聚氨酯。

優選地，所述粘結劑膜的制作方法為：將鋰離子電池粘結劑配制成固含量為10-20％的粘結劑溶液，將所述粘結劑溶液倒入聚四氟乙烯板凹槽中，干燥完全后，制成粘結劑膜。