[發(fā)明專利]一種鋰電池的負(fù)極漿料及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110591258.3
• 申請日: 2021-05-28
• 公開（公告）號: CN113363485B
• 公開（公告）日: 2022-05-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 宮嬌嬌;陳軍;黃建根;鄭利峰
• 申請（專利權(quán)）人: 萬向一二三股份公司
• 主分類號: H01M4/62
• 分類號: H01M4/62;H01M4/583;H01M10/0525
• 代理公司: 杭州杭誠專利事務(wù)所有限公司 33109
• 代理人: 李博

本發(fā)明涉及鋰電池負(fù)極漿料領(lǐng)域，為解決現(xiàn)有現(xiàn)有技術(shù)下負(fù)極漿料柔性及穩(wěn)定性不足，制成的負(fù)極片循環(huán)壽命不長的問題，公開了一種鋰電池的負(fù)極漿料及其制備方法，負(fù)極漿料包括如下質(zhì)量份的各組分：活性材料85?90份，導(dǎo)電劑3?6份，混合粘結(jié)劑2?5份及去離子水90?235份，負(fù)極漿料的pH值為6?9；制備步驟如下：將羧甲基纖維素、檸檬酸和交聯(lián)劑加入去離子水中，常溫下攪拌，再加入氨基纖維素和聚苯乙烯丁二烯共聚物攪拌，得到混合粘結(jié)劑溶液；混合活性材料、導(dǎo)電劑、混合粘結(jié)劑和去離子水；調(diào)節(jié)漿料pH。本發(fā)明中負(fù)極漿料的粘稠度和穩(wěn)定性好，制得的負(fù)極片不易開裂脫落，循環(huán)壽命長，制備步驟簡便，裝置簡單，成本低。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及鋰電池負(fù)極漿料領(lǐng)域，尤其涉及一種鋰電池的負(fù)極漿料及其制備方法。

背景技術(shù)

鋰電池是新能源開發(fā)中的重要一環(huán)。鋰電池的負(fù)極漿料由活性物質(zhì)、導(dǎo)電劑和粘結(jié)劑組成，目前鋰電池生產(chǎn)過程的使用的粘結(jié)劑分為油溶性粘結(jié)劑及水基粘結(jié)劑兩類，其中油溶性粘結(jié)劑的分散劑為有機試劑，對環(huán)境不友好并且有爆炸的風(fēng)險，而水基粘結(jié)劑使用水作為分散劑，安全型更高。水基粘結(jié)劑中常用水溶性的羧甲基纖維素作為粘結(jié)劑，羧甲基纖維素可以從植物中提取，成本低廉。但羧甲基纖維素易被細(xì)菌降解，柔軟度有限，會導(dǎo)致負(fù)極漿料柔性及穩(wěn)定性不足，從而使制成的負(fù)極片易開裂，影響鋰電池的使用壽命。

例如，在中國專利文獻上公開的“一種負(fù)極復(fù)合漿料及其制備方法、鋰電池負(fù)極極片”，其公告號為CN109768281B，包括以下重量百分比的各組分：超細(xì)玻璃纖維1.00～3.20％，陶瓷粉16.20～23.50％，粘結(jié)劑一0.90～3.50％，粘結(jié)劑二0.10～0.80％，丁苯乳液或苯丙乳液0.05～0.30％及水71.20～81.75％；一種負(fù)極復(fù)合漿料的制備方法，包括以下步驟：1)得到分散水溶液；2)得到預(yù)混漿料；3)得到負(fù)極復(fù)合漿料。該發(fā)明中的負(fù)極漿料使用玻璃纖維及陶瓷粉，制備得到的負(fù)極片較脆，影響負(fù)極片附著力和循環(huán)壽命。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為了克服現(xiàn)有技術(shù)下負(fù)極漿料柔性及穩(wěn)定性不足，制成的負(fù)極片循環(huán)壽命不長的問題，提供一種鋰電池的負(fù)極漿料及其制備方法，該負(fù)極漿料的粘稠度適中，穩(wěn)定性好，制備方法簡單，成本低，用該負(fù)極漿料制成的負(fù)極片循環(huán)壽命長。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種鋰電池的負(fù)極漿料，所述負(fù)極漿料包括如下質(zhì)量份的各組分：活性材料85-90份，導(dǎo)電劑3-6份，混合粘結(jié)劑2-5份及去離子水90-235份，混合粘結(jié)劑包括如下質(zhì)量份的各組分：羧甲基纖維素2-3份，氨基纖維素0.1-0.65份，檸檬酸1-3份，交聯(lián)劑1-3份，聚苯乙烯丁二烯共聚物8-16份及去離子水43-137份，負(fù)極漿料的pH值為6-9。

在檸檬酸的作用下線性結(jié)構(gòu)的羧甲基纖維素可與交聯(lián)劑交聯(lián)成韌性好的柔性網(wǎng)絡(luò)，該網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)可提高負(fù)極漿料的黏性；微生物的細(xì)胞表面通常帶有帶負(fù)電荷，氨基纖維素帶有正電荷可與細(xì)菌膜的相互作用，導(dǎo)致細(xì)胞壁損傷，因此氨基纖維素有抑菌作用，避免細(xì)菌降解羧甲基纖維素，從而提升負(fù)極片附著力和循環(huán)壽命；當(dāng)負(fù)極漿料的pH為6-9時，可以腐蝕銅箔表面氧化層，增加表面粗糙度，從而提高負(fù)極漿料與銅箔之間的附著力。

一種鋰電池的負(fù)極漿料的制備方法，所述制備步驟如下：

A、將羧甲基纖維素、檸檬酸和交聯(lián)劑加入去離子水中，常溫下強力攪拌，然后再加入氨基纖維素和聚苯乙烯丁二烯共聚物攪拌至全部溶解，得到混合粘結(jié)劑溶液；

B、混合活性材料、導(dǎo)電劑、混合粘結(jié)劑和去離子水；

C、調(diào)節(jié)漿料pH值至6-9。

羧甲基纖維素、檸檬酸和交聯(lián)劑加入去離子水中強力攪拌，使羧甲基纖維素、檸檬酸和交聯(lián)劑充分反應(yīng)，形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，再加入氨基纖維素，使其嵌入網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中，充分發(fā)揮抑菌功能；加入磷酸或草酸調(diào)節(jié)pH，不會破壞羧甲基纖維素結(jié)構(gòu)。