[发明专利]一种电池用浆料的制备方法及电池用浆料

说明书

本发明公开了一种电池用浆料的制备方法及其电池用浆料。将电极材料或陶瓷材料粉料直接投入粘合剂的合成反应体系中，粘合剂合成与浆料制备一步完成，优化了工艺流程，不仅显著缩短了生产时间，降低了生产成本，而且保证浆料具备良好的分散均匀性，提升了浆料的粘接强度等性能。本发明所得电池用浆料，其外观为粘稠糊状，浆料分散均匀，无团聚或沉积现象；能够顺畅地涂覆于铜箔、铝箔等集流体表面或有机聚合物材质隔膜表面，涂覆后平整均匀，剥离强度高，表明浆料粉体之间的结合以及浆料与粘接基材之间的结合良好。本发明所得陶瓷隔膜浆料，其耐热性良好，用该浆料涂覆改性后的湿法PE基膜，在150℃下热收缩率不高于3%。

技术领域

本发明涉及一种电池用浆料的制备方法，以及一种使用该方法制备的锂离子电池电极浆料和陶瓷隔膜浆料。

背景技术

锂离子电池是一种当前备受瞩目的新能源电池，其应用领域广泛，尤其在新能源汽车和高端电子产品等领域更是不可或缺。而随着锂离子电池应用领域的快速扩展，其安全性、有效性越来越受到关注。与此同时，如何对锂离子电池的生产工艺进行优化，在保证安全有效的前提下提升生产效率，以更好更快地满足锂离子电池产业规模扩张的需要，成为了各锂离子电池制造商及其上游材料和组件制造商所关注的重点。

锂离子电池的主要组成部件包括外壳、电极材料、电解液、隔膜等。其中，电极材料分为正极材料和负极材料，是锂离子电池的核心组成材料。近年来，人们对锂离子电池正极和负极材料的种类、配比和生产工艺等进行了大量的研究探索。例如，授权公告号为CN105552307B的中国发明专利公开了一种锂硫电池负极材料及其制备方法，其负极材料由稳态锂粉、碳材料和粘合剂组成，能够有效地抑制使用过程中生成的锂枝晶，改善了安全性，同时降低了生产工艺难度；公开号为CN108270011A的中国发明公开了一种锂离子电池负极材料及其制备方法，采用化学镀方法在负极材料表面沉积一层导电物质，以改善负极材料的导电性，并缓解材料在循环过程中的体积膨胀问题；公开号为CN108258230A的中国发明公开了一种锂离子电池用中空硅碳负极材料，既有效解决了材料的膨胀问题，同时将纳米硅均相分散，保证了电子和锂离子的传输速率；公开号为CN108376762A的中国发明公开了一种双重碳引入硅酸盐正极材料、其制备方法与应用，提供了一种新型锂离子电池正极材料的应用思路。

隔膜也是锂离子电池的重要组件之一。隔膜的材质通常是聚乙烯、聚丙烯等材质的单层或复合薄膜，这类材料制成的薄膜化学稳定性与耐溶剂性好，能够在电解液环境中保持稳定。然而，这类薄膜也存在各类缺陷，如拉伸强度低、耐热性差导致受热易卷曲变形、耐穿刺强度低、液体浸润性差等，因此，对隔膜进行增强改性是将其应用于锂电池前的必须步骤。

目前，隔膜改性的最常用方法是在隔膜表面涂覆一层陶瓷材料，以改善其热性能、机械性能和液体浸润性。通常，陶瓷材料需要与锂离子电池陶瓷隔膜专用粘合剂均匀混合、制备成陶瓷隔膜浆料后，方可涂覆在隔膜表面。为达到良好的改性效果，人们对陶瓷材料的涂覆工艺，以及陶瓷材料的替代品进行了一系列的研究。例如，公开号为CN108269957A的中国发明专利公开了一种具有高浸润性、高热稳定性的锂电池隔膜及其制备方法，用化学沉积法取代一般涂覆方法，将陶瓷材料均匀沉积在隔膜表面，有效改善了陶瓷材料的分散性。公开号为CN108232087A的中国发明公开了一种电池用隔膜的制备方法，使用聚合物粉体代替陶瓷材料粉体，一定程度上改善了浆料的分散性。