CN108511691B - 一种用于锂离子电池极片的防粘辊离型剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及化工产品技术领域，尤其是一种用于锂离子电池极片的防粘辊离型剂及其制备方法。它包括改性有机硅油、去离子水、分散剂和润湿剂。本发明中的有效溶剂以改性有机硅油为主要原料，在将其涂覆于对辊机的辊筒表面上后可形成完整、连续、致密的涂膜，以作为极片与辊筒之间的隔离材料层来使用，从而通过避免极片与辊筒之间的直接接触来降低辊筒与极片之间的摩擦力，彻底解决电池极片在辊压过程中因出现“粘辊”现象而产生的系列问题。

Description

一种用于锂离子电池极片的防粘辊离型剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及化工产品技术领域，尤其是一种用于锂离子电池极片的防粘辊离型剂及其制备方法。

背景技术

锂离子电池作为一种高比能量电源，以其工作电压高、重量轻、比能量大、自放电率小、循环寿命长、无记忆效应、无环境污染等优点而被广泛应用；而极片(尤其是负极极片)作为锂离子电池的关键组成材料之一，对锂离子电池的电学性能具有至关重要的影响。

目前，负极片的常规制造工艺所采用流程一般为涂布(即：在集流体上涂覆活性物质层)→干燥→辊压(即：利用对辊机进行压片)→分切成型。其中，辊压工序的主要目的是通过控制极片的厚度来提高电池的体积比容量，其对辊筒的表面的清洁度具有很高的要求。然而，在极片的实际辊压处理过程中，经常会出现“粘辊”现象，即：由于受辊筒表面的粗糙度的影响，当对辊施加的压力偏大时，极片表面的活性物质层会粘附在辊筒的表面上，而一旦发生“粘辊”现象，不但会影响后续对极片的辊压效果，而且容易导致极片出现变形、脆断、活性材料脱落等质量问题。

鉴于此，在极片生产行业，通常会采用如下方式来解决“粘辊”现象，具体为：1、通过设置专人进行人工实时清理，此方式往往需要在对辊机停机后进行操作，不但会严重影响极片的生产进度、降低生产效率，而且由于人为因素的存在，难免出现辊筒表面粘附物清理不到位、不及时等情况；2、通过在对辊机上安装刮刀以对粘附物进行清理，然而此方式并不能彻底解决“粘辊”现象，刮刀会对辊筒表面产生一定的磨损，从而影响辊筒的粗糙度，而且极大地增加了对辊机的维护成本；3、由人工利用诸如乙醇、蒸馏水等清洗剂对辊筒表面进行擦拭，此种方式虽然能够在一定程度上提高辊筒表面的清洁度，但依然会存在人工清理所产生的系列问题。

发明内容

针对上述现有技术存在的不足，本发明的其中一个目的在于提供一种用于锂离子电池极片的防粘辊离型剂；本发明的另一个目的在于提供一种用于锂离子电池极片的防粘辊离型剂的制备方法。

为了实现上述目的，本发明采用的第一个技术方案为：

一种用于锂离子电池极片的防粘辊离型剂，它包括改性有机硅油、去离子水、分散剂和润湿剂。

其中，优选方案为：按重量份计，所述改性有机硅油为10-40份，所述去离子水为50-70份，所述分散剂为1-5份，所述润湿剂为1-5份。

其中，优选方案为：所述改性有机硅油为聚醚改性硅油。

其中，优选方案为：所述分散剂包括重量份比例为1:1的三乙基己基磷酸和甲基戊醇。

其中，优选方案为：所述润湿剂包括乙醇。

本发明采用的第二个技术方案为：

一种用于锂离子电池极片的防粘辊离型剂的制备方法，它包括如下步骤：

S1、按重量份配比将去离子水、分散剂和润湿剂加入容器中，以1000-1500rpm的速度搅拌20min；

S2、在搅拌状态下，按重量份配比将改性有机硅油持续缓慢地加入容器中，使改性有机硅油充分溶解；

S3、以1000-1500rpm的速度继续搅拌20min后，再以2000-2500rpm的速度搅拌10-25min，即可制得离型剂。

由于采用了上述方案，本发明在涂覆于对辊机的辊筒表面上后可形成完整、连续、致密的涂膜，以作为极片与辊筒之间的隔离材料层来使用，利用有机硅油所具有的一定的亲水性、较低的表面张力来保证离型剂的表面活性及成膜性、通过分散剂可增强有机硅油在去离子水中的溶解性、通过润湿剂则可通过降低离型剂溶液的表面张力来降低其与钢制(尤其是不锈钢材料)辊筒的接触角以确保离型剂成膜的均匀性，从而可有效解决因“粘辊”现象而带来的系列问题。

具体实施方式

以下对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

一种用于锂离子电池极片的防粘辊离型剂，它包括改性有机硅油、去离子水、分散剂和润湿剂；其中，按重量份计，改性有机硅油为10-40份，所述去离子水为50-70份，所述分散剂为1-5份，所述润湿剂为1-5份。

本实施例的防粘辊离型剂的制备方法采用如下步骤，即：

S1、按重量份配比将去离子水、分散剂和润湿剂加入容器中，以1000-1500rpm的速度搅拌20min；

S2、在搅拌状态下，按重量份配比将改性有机硅油持续缓慢地加入容器中，使改性有机硅油充分溶解；

S3、以1000-1500rpm的速度继续搅拌20min后，再以2000-2500rpm的速度搅拌10-25min，即可制得离型剂。

通过对离型剂进行取样，经测试其溶液pH、表面张力、接触角等指标，可知其性能数据表(见表一)；本实施例的离型剂中的有效溶剂以改性有机硅油为主要原料，在将本实施例的离型剂涂覆于对辊机的辊筒表面上后可形成完整、连续、致密的涂膜，以作为极片与辊筒之间的隔离材料层来使用，从而通过避免极片与辊筒之间的直接接触来降低辊筒与极片之间的摩擦力；具体为：利用有机硅油的脱模性可预防粘辊问题的产生；利用分散剂的亲水基团，可增加有机硅油在去离子水中的溶解性并提高有机硅油的分散性；通过加入润湿剂等溶质则可降低涂膜溶液与钢制辊筒表面的接触角、提高溶液的润湿性，增加辊筒与涂膜之间的接触效果；同时，由于各个组成物质具有优异的化学惰性，不但可以避免影响极片材料的化学平衡，而且离型剂本身的结构也相对稳定，可避免因化学环境的改变导致其结构发生破坏后影响极片性能。

实施例1：

一种用于锂离子电池极片的防粘辊离型剂，按重量份计，它包括40份聚醚改性硅油、70份去离子水、5份由三乙基己基磷酸和甲基戊醇按重量份配比1:1配置的分散剂以及1份主要为乙醇的润湿剂。

上述防粘辊离型剂的制备方法包括如下步骤：

S1、将70份去离子水、5份分散剂和1份润湿剂加入容器中后以1000-1500rpm的速度搅拌20min；

S2、在搅拌状态下，将40份聚醚改性硅油持续缓慢地加入容器中，使聚醚改性硅油充分溶解；

S3、以1000-1500rpm的速度继续搅拌20min后，再以2000-2500rpm的速度搅拌10-25min，即可制得离型剂。

实施例2：

一种用于锂离子电池极片的防粘辊离型剂，按重量份计，它包括10份聚醚改性硅油、50份去离子水、1份由三乙基己基磷酸和甲基戊醇按重量份配比1:1配置的分散剂以及5份主要为乙醇的润湿剂。其制备方法为按重量份配比采用与实施例1相同的步骤进行制备。

实施例3：

一种用于锂离子电池极片的防粘辊离型剂，按重量份计，它包括40份聚醚改性硅油、50份去离子水、5份由三乙基己基磷酸和甲基戊醇按重量份配比1:1配置的分散剂以及5份主要为乙醇的润湿剂。其制备方法为按重量份配比采用与实施例1相同的步骤进行制备。

实施例4：

一种用于锂离子电池极片的防粘辊离型剂，按重量份计，它包括10份聚醚改性硅油、70份去离子水、1份由三乙基己基磷酸和甲基戊醇按重量份配比1:1配置的分散剂以及1份主要为乙醇的润湿剂。其制备方法为按重量份配比采用与实施例1相同的步骤进行制备。

实施例5：

一种用于锂离子电池极片的防粘辊离型剂，按重量份计，它包括25份聚醚改性硅油、60份去离子水、3份由三乙基己基磷酸和甲基戊醇按重量份配比1:1配置的分散剂以及3份主要为乙醇的润湿剂。其制备方法为按重量份配比采用与实施例1相同的步骤进行制备。

通过将实施例5的离型剂与乙醇、蒸馏水等常规清辊液体之间的性能进行对比(见表二)

由以上对比可以看出：

乙醇：表面张力最小、接触角最小、与钢制辊筒的润湿性最好；但具有刺激气味、易燃、化学活性强、成膜能力差等缺点。

蒸馏水：不可燃、无色无味、化学活性弱；但有表面张力大、接触角大、与钢制辊筒的润湿性差、成膜性能差等缺点。

本实施例的离型剂：表面张力居中、可满足润湿要求、成膜性能好、化学活性弱，并同时兼具以上两者的优势。

基于此，通过在对辊机的辊筒表面上涂覆本实施例的离型剂，可利用有机硅油所具有的一定的亲水性、较低的表面张力来保证离型剂的表面活性及成膜性、通过分散剂可增强有机硅油在去离子水中的溶解性、通过润湿剂则可通过降低离型剂溶液的表面张力来降低其与钢制(尤其是不锈钢材料)辊筒的接触角以确保离型剂成膜的均匀性，从而可有效解决因“粘辊”现象而带来的系列问题。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (2)

1.一种用于锂离子电池极片的防粘辊离型剂，其特征在于：按重量份计，它包括10-40份改性有机硅油、50-70份去离子水、1-5份分散剂和1-5份润湿剂；

所述改性有机硅油为聚醚改性硅油；

所述分散剂包括重量份比例为1:1的三乙基己基磷酸和甲基戊醇；

所述润湿剂包括乙醇。

2.如权利要求1所述的一种用于锂离子电池极片的防粘辊离型剂的制备方法，其特征在于：它包括如下步骤：

S1、按重量份配比将去离子水、分散剂和润湿剂加入容器中，以1000-1500rpm的速度搅拌20min；

S2、在搅拌状态下，按重量份配比将改性有机硅油持续缓慢地加入容器中，使改性有机硅油充分溶解；

S3、以1000-1500rpm的速度继续搅拌20min后，再以2000-2500rpm的速度搅拌10-25min，即可制得离型剂。