[發明專利]一種儲能充電系統電池用高性能復合型粘結劑的制備方法

在審

• 申請號: 202011500043.8
• 申請日: 2020-12-17
• 公開（公告）號: CN112615006A
• 公開（公告）日: 2021-04-06
• 發明（設計）人: 吳希;梁興華;藍凌霄;王鎮江;張彥會;李鎖;徐靜;姜興濤;李鑫旗;蓋琪欣;黃高華;胡廣權;覃富杰
• 申請（專利權）人: 廣西科技大學
• 主分類號: H01M4/62
• 分類號: H01M4/62;H01M10/0525
• 代理公司: 北京眾澤信達知識產權代理事務所(普通合伙) 11701
• 代理人: 張艷萍

本發明提供一種儲能充電系統電池用高性能復合型粘結劑的制備方法，包括如下步驟：步驟A:按物質的量的比為6?9:1?4分別稱量聚偏氟乙烯(PVDF)和一種水性粘結劑，放置燒杯中；步驟B:在真空或氣氛環境保護下，將燒杯放置在磁力攪拌機上，加入轉子攪拌5?10分鐘；步驟C:將攪拌均勻的復合粉末取出即可。采用該方法制備的復合型粘結劑，可以將正極材料與導電炭黑等導電劑更好粘結在一起，形成導電網絡和離子穿梭通道，同時能穩定離子在正極材料中穿梭引起的體積膨脹和收縮，可以顯著提高電池的充放電循環穩定性特性，電池循環過程中的庫倫效率高達99％，從而滿足儲能充電系統對電池長壽命的要求。

技術領域

本發明涉及電池粘結劑技術領域，尤其涉及一種儲能充電系統電池用高性能復合型粘結劑的制備方法。

背景技術

為了有效保護生態環境，可循環綠色能源的鋰離子電池被廣泛應用于3C電子產品、電動汽車和新能源存儲等領域中。在制備鋰離子電池過程中，粘結劑對電池性能的好壞起到關鍵作用，這成為鋰離子電池的重要輔助材料之一。通常在制備電極漿料過程中加入正極/負極活性材料約5％～10％比例的粘結劑用于極片的制備。有了粘結劑的加入便可以保證極片中的關鍵活性物質的均勻分散以及極片的機械完整性，以便電池中鋰離子和電子的傳輸。同時粘結劑還必須保持活性物質顆粒與集電器之間的粘附力，以便可以被有機電解質潤濕。粘結劑需具有良好的加工性能并且不容易燃燒，不僅耐電解液腐蝕還應具有穩定的電化學性能。

隨著時代的發展與進步，普通鋰離子電池已經不能滿足人們日常生活的基本需求，特別是儲能充電系統電池要求采用大容量、長循環壽命、高功率密度、高工作電壓、低自放電性能和環境友好等性能優異的鋰離子電池。通過探索和開發新型粘結劑可以改善電池電化學性能。常規粘結劑雖然可以正常發揮電池的電化學性能，但是粘結劑會隨著電化學反應的進行粘結強度降低，易在高溫下分解導致副反應。因此常規的粘結劑制備方法制備出來的電池循環壽命差，而且首次放電比容量低。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是：提供一種儲能充電系統電池用高性能復合型粘結劑的制備方法，以解決長循環壽命下的電池粘結劑易分解不穩定以及電子導電率差等技術問題。

為解決上述技術問題，本發明的技術方案是：一種儲能充電系統電池用高性能復合型粘結劑的制備方法，包括如下步驟：

步驟A、按物質的量比為6-9:1-4分別稱量聚偏氟乙烯(PVDF)和一種水性粘結劑，放置到燒杯中；

步驟B、在真空或氣氛環境保護下，將燒杯與空氣中的水分隔絕，將所述燒杯放置在磁力攪拌機上，加入轉子攪拌均勻得到復合粉；

步驟C、將攪拌均勻的所述復合粉末取出即得。

優選的，所述步驟A中水性粘結劑，采用聚乙二醇(PEG)、聚氧化乙烯(PEO)、聚丙烯酸(PAA)、聚乙烯醇(PVA)、聚(3,4-乙烯二氧噻吩)(PEDOT)、聚丙烯酰胺共二甲基氯化銨(AMAC)、聯苯四甲酸二酐(BPDA)、雙-[3-(乙烯氧基乙氧基)-2-羥丙基-]多硫化物(BVPS)、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、聚丙烯酸丁酯(PBA)、聚酰胺(PA)、聚酰胺酰亞胺(PAI)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚丙烯腈-丙烯酸甲酯(AMMA)、聚(丙烯酸叔丁酯-三乙氧基乙烯基硅烷)(TBATEVS)、聚酰亞胺(PI)、聚醚酰亞胺(PEI)、聚芘甲基丙烯酸乙酯、聚丙烯腈(PAN)、環氧樹脂、聚氨酯(PU)、PTFE、PMA、Nafion、PIB、PS、PVC中的任意一種。

優選的，所述步驟B中，攪拌的時間為5-10分鐘，攪拌的溫度為25℃。

優選的，所述步驟A中所述水性粘結劑為聚氧化乙烯(PEO)。

優選的，所述步驟A中所述水性粘結劑為聚丙烯酸(PAA)。采用上述技術方案所取得的技術效果為：