[发明专利]一种锂电池正极浆料的粘结剂体系

说明书

本发明涉及锂离子电池技术领域，针对现有陶瓷隔膜存在阻抗大，在过充电条件下无法有效阻隔离子导通，无法达到安全效果的问题，公开了一种锂电池正极浆料的粘结剂体系。所述粘结剂体系包括质量比为0.1~2:98~99.9的分散剂和改性PVDF。所述改性PVDF为改性泡沫二氧化钛改性的PVDF，提高了PVDF的流动性。本发明利用分散剂和高粘结性改性PVDF复合组成正极浆料的粘结剂体系，采用此粘结剂体系可大幅降低粘结剂使用量，提升电池的能量密度，同时可大幅提高正极浆料的稳定性，抑制浆料凝胶的发生，在保证较高固含量情况下有良好的浆料流动性。

技术领域

本发明涉及锂离子电池技术领域，尤其涉及一种锂电池正极浆料的粘结剂体系。

背景技术

粘结剂作为锂离子电池电极片中的非活性成分，是制备锂离子电池电极片必须使用的重要材料之一。粘结剂的主要作用是连接电极活性物质、导电剂和电极集流体，使它们之间具有整体的连接性，从而减小电极的阻抗，更好地稳定电极片结构。目前一般的正极粘结剂（PVDF）添加量较多，影响电池整体的能量密度，而使用一些高粘结性改性的PVDF，经常会遇到浆料不稳定，造成材料间团聚，浆料表现高粘度，凝胶状，流动性差的现象。

中国专利申请号为CN201510609533.4的专利，公开了一种锂电池用水性粘结剂及其制备方法、锂电池极片。其中，锂电池用水性粘结剂的制备方法包括：将聚乙烯醇溶于水中，在第一搅拌状态下搅拌至全部溶解以形成聚乙烯醇溶液，往聚乙烯醇溶液中加入引发剂，混合均匀得到混合溶液，往混合溶液中逐滴加入至少包括苯乙烯与第一单体的单体混合物，待单体混合物全部滴加完毕，在第二搅拌状态下持续搅拌至充分反应，得到锂电池用水性粘结剂。通过该方法能够制备得到高粘度的锂电池用水性粘结剂。然而，该水性粘结剂容易造成材料间团聚，且流动性差。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种锂电池正极浆料的粘结剂体系。本发明利用改性二氧化钛PVDF，并采用粘结剂和分散剂复合交联的方法，改善了浆料的流动性，抑制了凝胶的发生。

本发明的具体技术方案为：一种锂电池正极浆料的粘结剂体系，所述粘结剂体系包括分散剂和改性PVDF。

为了保证正极材料在制成极片后的粘结力，目前一般的正极粘结剂的添加量较多，影响电池整体的能量密度，而使用一些高粘结性改性的PVDF，经常会遇到浆料不稳定，造成材料间团聚，浆料表现高粘度，凝胶状，流动性差的现象。本发明采用粘结剂和分散剂复合交联的方法，改善浆料的流动性，抑制凝胶的发生。分散剂表面的基团能够与改性PVDF表面的基团产生相互作用，抑制凝胶的发生，同时改善粘结剂的流动相。采用此粘结剂体系可大幅降低粘结剂使用量，提升电池的能量密度，同时可大幅提高正极浆料的稳定性，抑制浆料凝胶的发生，在保证较高固含量情况下有良好的浆料流动性。

作为优选，所述分散剂和改性PVDF的质量比为0.1~2:98~99.9。当分散剂和改性PVDF的质量比为0.1~2:98~99.9时，粘结剂体系具有良好的流动性，同时无凝胶现象发生。

作为优选，所述分散剂为硬脂酰胺、乙烯基双硬脂酰胺、硬脂酸单甘油酯和三硬脂酸甘油酯中的至少一种。

作为优选，所述改性PVDF为改性二氧化钛改性的PVDF，其制备方法为：将泡沫氧化钛加入硅烷偶联剂的水-乙醇溶液中，在30~50℃搅拌20~28h，过滤后用无水乙醇清洗、干燥后得到硅烷偶联剂改性的泡沫氧化钛；将PVDF中加入2~5%PVDF质量的硅烷偶联剂改性的泡沫氧化钛，混合均匀，在100~150℃搅拌反应1~2h，得到改性PVDF。

本发明的改性PVDF为改性二氧化钛改性的PVDF，能有效避免PVDF的凝胶，提高PVDF粘结剂的高温强度，增加PVDF的流动性。同时，本发明的改性PVDF的制备方法操作简单，操作温度较低。