[發明專利]一種鋰離子電池特殊結構復合導電劑及含有該導電劑電池的制備方法

有效

• 申請號: 202110458890.0
• 申請日: 2021-04-27
• 公開（公告）號: CN113206251B
• 公開（公告）日: 2022-04-29
• 發明（設計）人: 孔麗娟;張勇;張明慧;徐子福
• 申請（專利權）人: 安普瑞斯（無錫）有限公司
• 主分類號: H01M4/62
• 分類號: H01M4/62;H01M10/0525
• 代理公司: 南京鐘山專利代理有限公司 32252
• 代理人: 蔣廈

1.一種鋰離子電池特殊結構復合導電劑，其特征在于：采用靜電紡絲技術制備一維碳纖維，在制備過程中將導電劑嵌入其中，合成具有特殊結構的復合導電劑；采用該特殊結構復合導電劑作為鋰離子電池正極或者負極導電劑；其中，具有特殊結構的復合導電劑的合成包括以下步驟：

1）將聚合物、導電劑分散到溶劑中，配置成混合溶液，攪拌一段時間進行分散；

2）將分散均勻的混合溶液注入到連有不銹鋼針的注射器中，放置在微型計量泵的擠出位置；

3）通過精密螺旋槳調節注射器的噴射速率，同時在不銹鋼針頭方向14cm~16cm處放置一收集器，以收集制備的導電劑；

4）將收集得到的導電劑經過酒精在80℃下萃取10min浸潤后除去溶劑；再經過干燥得到具有特殊結構的復合導電劑；

步驟1）所述的聚合物為聚丙烯腈、聚酰亞胺、聚乙烯吡咯烷酮、酚醛樹脂、聚乙烯醇、聚偏氟乙烯、聚環氧乙烷、聚乙二醇、聚苯胺、聚對苯二甲酸對苯二胺中的一種或兩種以上的混合；

所述的溶劑為水、硫酸、二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮、四氫呋喃中的一種；

所述的導電劑為Super-P、科琴黑、乙炔黑、KS-6中的至少一種；

聚合物、導電劑、溶劑的質量/質量/體積比例范圍為（2~8）：（1~3）：50 g / g / ml；

步驟2）所述的不銹鋼針直徑為0.6~1.3mm；

步驟3）所述的注射器噴射速率為0.14~0.36mL/min，收集器為銅箔、鋁箔中的一種。

2.如權利要求1所述的一種鋰離子電池特殊結構復合導電劑，其特征在于：步驟1）所述的聚合物分子量為10萬~60萬，聚合物與導電劑質量比為8:1~2:3，分散攪拌時間為3~6h。

3.采用權利要求1或2任一項所述的鋰離子電池特殊結構復合導電劑制備的鋰離子電池，其特征在于：制備步驟如下：

1）正極極片制備：將正極活性物質、特殊結構復合導電劑以及粘結劑干粉混合加入到勻漿罐中干勻，然后加入分散介質，繼續攪拌，得到粘稠狀正極漿料；或者將粘結劑單獨分散到分散介質中，混合均勻后與正極活性物質、特殊結構復合導電劑再混合攪拌，得到粘稠狀正極漿料；將粘稠狀正極漿料均勻的涂布在鋁箔集流體上，烘干、碾壓、分切、焊極耳，制備正極片；所述的特殊結構復合導電劑占總干粉漿料的百分比為＞0 wt%且≤5wt%；

2）負極極片制備：將負極活性物質、特殊結構復合導電劑、增稠劑干粉混合加入到勻漿罐中干勻，然后加入分散介質，繼續攪拌，最后加入粘結劑，攪拌均勻后得到粘稠狀負極漿料；或者將增稠劑單獨分散到分散介質中，混合均勻后與負極活性物質、特殊結構復合導電劑再混合攪拌，最后加入粘結劑，攪拌均勻后得到粘稠狀負極漿料；將粘稠狀負極漿料均勻的涂布在銅箔集流體上，烘干、碾壓、分切、焊極耳，制備負極片；所述的特殊結構復合導電劑占總干粉漿料的百分比為＞0 wt%且≤7wt%；

3）鋰離子電池組裝：將步驟1）、步驟2）制備的正極極片、負極極片與隔膜相間放置卷繞成極組，裝入到電池殼中，封裝、注液、高溫陳化、加壓化成、分容，制備鋰離子電池。

4.根據權利要求3所述的鋰離子電池，其特征在于：步驟1）所述的正極活性物質為鈷酸鋰、鎳鈷錳酸鋰、鎳鈷鋁酸鋰、磷酸鐵鋰中的一種或兩種以上的混合，分散介質為N-甲基吡咯烷酮或去離子水。

5.根據權利要求3所述的鋰離子電池，其特征在于：步驟2）所述的負極活性物質為硅碳、天然石墨、人造石墨、軟碳、硬碳中的一種或者兩種以上的組合，所述的分散介質為去離子水或者N-甲基吡咯烷酮。