本發明專利技術涉及鋰離子電池制造技術領域。本發明專利技術公開了一種鋰離子電池用負極漿料粘結劑的添加劑其由聚偏氟乙烯、導電劑和分散劑制備得到；本發明專利技術還公開了一種鋰離子電池用負極漿料粘結劑的添加劑的制備方法。本發明專利技術中的負極漿料粘結劑添加劑可以改善粘結劑的粘結性能，使用后能夠使負極活性物質更好的更均勻的粘結在一起；本發明專利技術中負極粘結劑的添加劑具有正溫度系數效應，當鋰離子電池內部由于某些原因溫度升高時（溫度升高到120℃以上時），負極粘結劑添加劑的正溫度系數效應發揮作用，使得負極的電阻迅速上升，從而降低鋰離子電池內部的電流，進而降低鋰離子電池內部的產熱反應，從而保證鋰離子電池使用的安全。
Additive for negative electrode slurry binder of lithium ion battery and preparation method thereof
The invention relates to the technical field of lithium ion battery manufacturing. The invention discloses a lithium ion battery cathode slurry additive for binder consisting of polyvinylidene fluoride, conductive agent and dispersant for preparation; the invention also discloses a preparation method of lithium ion battery cathode slurry additive for binder system. The bond performance of cathode slurry of the invention can improve the adhesive binder additives, after use can make the anode active material better and more uniform bonding together; additive anode binder of the invention has the positive temperature coefficient effect, when the internal lithium ion battery due to some reason at elevated temperature (temperature to 120 DEG C), positive temperature coefficient effect of anode binder additives play a role, the negative resistance rises rapidly, thereby reducing the current internal lithium ion battery, thereby reducing the heat reaction inside the lithium ion battery, so as to ensure the safe use of lithium ion battery.
【技術實現步驟摘要】
鋰離子電池用負極漿料粘結劑的添加劑及其制備方法
本專利技術涉及鋰離子電池制造
，尤其是涉及一種鋰離子電池用負極漿料粘結劑的添加劑及其制備方法。
技術介紹
近年來，便攜式電子產品、電動汽車、儲能電站等領域的快速發展，對能量貯存技術提出了更高的要求。鋰離子電池由于其高的能量密度而成為這些領域的首要選擇，并且其能量密度也越來越高。伴隨著鋰離子電池能量密度越來越高，它面臨的安全問題越來越嚴峻，已經嚴重限制了高能量密度鋰離子電池的終端使用。鋰離子電池的安全問題主要是由于電池熱失控產生的。電池內部因為異常產熱反應，導致電池內部溫度持續升高，繼而引發更多產熱副反應，導致電池起火甚至爆炸，從而嚴重威脅使用者的生命財產安全。為了改善這一問題，人們采用各種策略來提高鋰離子電池的安全特性。可以采用如下方法，1、是通過陶瓷涂層提高隔膜的熱穩定性，避免因為隔膜熱收縮而引起正負極接觸，從而減緩熱失控反應；2、在隔膜上涂覆在特定溫度下融化的聚合物，利用聚合物的融化，阻斷電池內部正負極之間的鋰離子傳導通道，從而避免電池熱失控的加劇。目前方法1已經得到廣泛應用，并且能夠顯著改善鋰離子電池的安全特性。但是由于涂覆陶瓷的隔膜僅能提高隔膜的熱穩定性，并不能阻斷產熱副反應，因此其改善效果有限。目前僅能解決能量密度不超過200wh/kg電池的安全問題；方法2可以部分遏制電池的熱失控反應，但是由于鋰離子電池電極通常都是多孔電極，電解液填充在豐富的電極空隙中；雖然正負極之間的鋰離子傳導被阻斷，但是電極內部活性物質與電解液的反應仍然在繼續進行，會進一步導致熱量積累引發熱失控反應，方法2不能適用于高能量兼高功率的鋰離子電池體系。
技術實現思路
為解決上述問題，本專利技術提供了一種能夠增加鋰離子電池負極安全性能并能夠改善負極漿料中粘結劑粘結性能的負極漿料粘結劑添加劑。本專利技術還提供了一種制備方法簡單，制得粘結劑添加劑提高安全性能效果顯著的鋰離子負極粘結劑添加劑的制備方法。為實現上述目的，本專利技術采用的技術方案如下：一種鋰離子電池用負極漿料粘結劑的添加劑，由以下重量份的原料制得：聚偏氟乙烯6～8份，導電劑2～4份，分散劑1～2份。聚偏氟乙烯也可以作為一種改善粘結劑粘結性能的添加劑添加到粘結劑中，增進粘結劑的親和性；同時，聚偏氟乙烯是一種具有正溫度系數效應的有機高分子聚合物，在溫度升高時電阻迅速增大；另外，在聚偏氟乙烯中添加適量的導電劑可以增進聚偏氟乙烯在正常溫度下的導電性能，具體到本專利技術中，可以避免在粘結劑/粘結劑添加劑添加到漿料中后產生的降低負極漿料導電性能降低的問題；此外，在聚偏氟乙烯中添加合適種類合適添加量的導電劑還能夠調節其正溫度系數效應的特性，使其電阻激增的溫度符合使用需求；分散劑的添加是為了使導電劑和聚偏氟乙烯能夠更好的結合，同時選用分散劑也應當選擇實現分散目的后能夠在一定溫度條件下揮發的特性。由于本專利技術中負極粘結劑的添加劑具有正溫度系數效應，正常情況下，其不會影響負極的導電性能，能夠使得電池正常運行，當鋰離子電池內部由于某些原因溫度升高時（溫度升高到120℃以上時），負極粘結劑添加劑的正溫度系數效應發揮作用，使得負極的電阻迅速上升，從而降低鋰離子電池內部的電流，進而降低鋰離子電池內部的產熱反應，從而保證鋰離子電池使用的安全；此外，在異常發熱問題解決后，可以恢復正常的使用，有利于問題電池的回收修復和再使用，為環保做貢獻。作為優選，導電劑為導電石墨或科琴黑中的一種或兩種的混合物。作為優選，導電劑為300～400目。作為優選，分散劑為聚丙烯酸甲酯或10～15wt%聚丙烯酰胺水溶液中的一種。作為優選，導電劑中導電石墨的含量為40～60wt%，余量為科琴黑。鋰離子電池用負極漿料粘結劑的添加劑的制備方法，由以下步驟制得：a）將聚偏氟乙烯在190～230℃下烘烤10～50分鐘，然后在10～50℃水中淬火；b）將淬火后的聚偏氟乙烯在1～3MV/cm極化電場下極化5～20分鐘，然后粉碎至200～300目；c）將導電劑和分散劑混合并混合均勻，然后加入經上述步驟處理后的聚偏氟乙烯，繼續混合均勻，得到混合物；d）向混合物中持續通入干燥熱空氣10～15分鐘，冷卻后制得鋰離子電池用負極漿料粘結劑的添加劑。市售的聚偏氟乙烯通常是α晶型的聚偏氟乙烯，而且α晶型的聚偏氟乙烯也通常便宜一些，但是α晶型的聚偏氟乙烯沒有正溫度系數效應，只有β晶型的聚偏氟乙烯具有正溫度系數效應，因此聚偏氟乙烯需要在使用前進行預處理，即將α晶型的聚偏氟乙烯盡量多的轉換成β晶型的聚偏氟乙烯，高溫處理后的淬火處理就是為了實現這個目的；熱處理+淬火的處理只能使部分α晶型的聚偏氟乙烯發生晶型轉換，同時所獲得的β晶型聚偏氟乙烯在效果和晶粒尺寸方面較差，因此需要在添加電場計劃步驟，進一步改善聚偏氟乙烯的相關特性。作為優選，步驟d中通入的干燥熱空氣的溫度為50～60℃。因此，本專利技術具有以下有益效果：（1）本專利技術中的負極漿料粘結劑添加劑可以改善粘結劑的粘結性能，使用后能夠使負極活性物質更好的更均勻的粘結在一起；（2）本專利技術中的負極漿料粘結劑添加劑添加后改善負極漿料的安全性能，使得組裝而成的鋰離子電池在高溫下能夠自動停止產熱反應保證鋰離子電池使用中的安全。具體實施方式下面結合具體實施方式對本專利技術的技術方案作進一步的說明。顯然，所描述的實施例僅是本專利技術的一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本專利技術中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬于本專利技術保護的范圍。實施例1一種鋰離子電池用負極漿料粘結劑的添加劑，由以下重量份的原料制得：聚偏氟乙烯6份，導電劑2份，分散劑1份；導電劑為導電石墨和科琴黑的混合物，導電劑中導電石墨的含量為40wt%，科琴黑為60wt%，導電劑為300目；分散劑為10wt%聚丙烯酰胺水溶液。鋰離子電池用負極漿料粘結劑的添加劑的制備方法，由以下步驟制得：a）將聚偏氟乙烯在190℃下烘烤10分鐘，然后在10℃水中淬火；b）將淬火后的聚偏氟乙烯在1MV/cm極化電場下極化5分鐘，然后粉碎至200目；c）將導電劑和分散劑混合并混合均勻，然后加入經上述步驟處理后的聚偏氟乙烯，繼續混合均勻，得到混合物；d）向混合物中持續通入溫度為50℃的干燥熱空氣10分鐘，冷卻后制得鋰離子電池用負極漿料粘結劑的添加劑。實施例2一種鋰離子電池用負極漿料粘結劑的添加劑，由以下重量份的原料制得：聚偏氟乙烯7份，導電劑3份，分散劑1.5份；導電劑為導電石墨和科琴黑的混合物，導電劑中導電石墨的含量為50wt%，科琴黑為50wt%，導電劑為350目；分散劑為12wt%聚丙烯酰胺水溶液。鋰離子電池用負極漿料粘結劑的添加劑的制備方法，由以下步驟制得：a）將聚偏氟乙烯在210℃下烘烤30分鐘，然后在30℃水中淬火；b）將淬火后的聚偏氟乙烯在2MV/cm極化電場下極化12分鐘，然后粉碎至250目；c）將導電劑和分散劑混合并混合均勻，然后加入經上述步驟處理后的聚偏氟乙烯，繼續混合均勻，得到混合物；d）向混合物中持續通入溫度為55℃的干燥熱空氣13分鐘，冷卻后制得鋰離子電池用負極漿料粘結劑的添加劑。實施例3一種鋰離子電池用負極漿料粘結劑的添加劑，由以下重量份的原料制得：聚偏氟乙烯7份，導電劑34份，分散劑1.本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種鋰離子電池用負極漿料粘結劑的添加劑，其特征在于由以下重量份的原料制得：聚偏氟乙烯6～8份，導電劑2～4份，分散劑1～2份。
【技術特征摘要】
1.一種鋰離子電池用負極漿料粘結劑的添加劑，其特征在于由以下重量份的原料制得：聚偏氟乙烯6～8份，導電劑2～4份，分散劑1～2份。2.根據權利要求1所述的鋰離子電池用負極漿料粘結劑的添加劑，其特征在于：所述的導電劑為導電石墨或科琴黑中的一種或兩種的混合物。3.根據權利要求1所述的鋰離子電池用負極漿料粘結劑的添加劑，其特征在于：所述的導電劑為300～400目。4.根據權利要求1所述的鋰離子電池用負極漿料粘結劑的添加劑，其特征在于：所述的分散劑為聚丙烯酸甲酯或10～15wt%聚丙烯酰胺水溶液中的一種。5.根據權利要求3所述的鋰離子電池用負極漿料粘結劑的添加劑，其特征在于：所述的導電劑中導電石墨的含量為40～60wt%，...
【專利技術屬性】
技術研發人員：佘海中，
申請(專利權)人：長興天晟能源科技有限公司，
類型：發明
國別省市：浙江,33
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