CN109037588A - 一种改善对箔材润湿性的负极浆料的制备方法与应用 - Google Patents

一种改善对箔材润湿性的负极浆料的制备方法与应用 Download PDF

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丁怀东
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Abstract

本发明公开了一种改善对箔材润湿性的负极浆料的制备方法与应用，通过在制浆环节向负极浆料的原料中加入质量为负极浆料质量的0.2％‑30％的添加剂，添加剂选自四氢呋喃，1,4‑二氧六环，N‑甲基吡咯烷酮，碳酸乙酯，碳酸丙烯酯，具有碳酸乙酯骨架结构的衍生物，γ‑丁内酯，含有丁内酯骨架结构的衍生物中的一种或多种混合；与现有技术相比，具有以下优点：加入添加剂的体系极片优率明显提高，有效改善了极片烘烤裂纹、边缘卷曲等问题，同时极片柔韧性改善明显；对于涂层铜箔，其润湿性改善明显。

Description

一种改善对箔材润湿性的负极浆料的制备方法与应用
技术领域
本发明涉及锂离子电池电极材料制备领域，尤其涉及一种改善对箔材润湿性的负极浆料的制备方法与应用。
背景技术
随着锂离子电池行业的不断发展和政策导向的影响，对锂离子电池的性能要求越来越高，尤其是对锂离子电池能量密度和倍率性能要求越来越高，给锂离子电池领域提出了新的挑战。为了实现高能量密度和优越的倍率性能，不断提高涂层厚度和压实密度，以及降低集流体的厚度和对集流体进行涂层处理成为行业发展的一个方向。
由于箔材变薄后，承载的浆料量增加，烘烤后受到应力影响导致膜面破裂或边缘卷曲问题更加明显，造成极片优率大大降低，影响生产效率。同时浆料与箔材的润湿匹配性容易出现问题，尤其是涂层箔材，浆料涂敷后无法及时润湿箔材导致大量气泡被包覆在浆料和极片间，造成无法生产。
针对以上问题，如何通过对负极浆料添加剂进行优化，以获得浆料对箔材润湿性能和极片优率的改善和提高，从而有效改善膜面裂纹、边缘卷曲及润湿性问题值得研究。
发明内容
发明目的：为了克服现有技术中存在的缺陷，本发明提出了一种改善对箔材润湿性的负极浆料的制备方法与应用，有效改善负极浆料对箔材的润湿性，改善烘烤后极片膜面裂纹和边缘翘曲问题，提高负极料区柔韧性。
技术方案：为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案为：一种改善对箔材润湿性的负极浆料的制备方法，在制浆环节向负极浆料的制备原料中加入添加剂，所述添加剂的质量为负极浆料质量的0.2％-30％，所述添加剂为四氢呋喃，1,4-二氧六环，N-甲基吡咯烷酮，碳酸乙酯，碳酸丙烯酯，具有碳酸乙酯骨架结构的衍生物，γ-丁内酯，含有丁内酯骨架结构的衍生物中的一种或多种混合。
更为优选的，所述负极浆料的制备原料以质量计算包括石墨94-96％，粘结剂2.0-2.5％，导电剂1.0-2.0％，增稠稳定剂1.0-1.5％。
更进一步的，所述石墨为人造石墨、天然石墨中的一种或多种。
更进一步的，所述粘结剂为SBR乳液。
更进一步的，所述导电剂为Super P。
更进一步的，所述增稠稳定剂为CMC粉末。
本发明还公开了一种上述改善对箔材润湿性的负极浆料的制备方法制备的负极浆料的应用，具体添加了添加剂按制浆工艺制备而成的负极原料通过涂布工艺涂布在负极极片箔材上，单面面密度9-11mg/cm2，经70-90℃烘干后得负极极片。
更为优选的，所述涂布工艺为挤压式涂布工艺、转移式涂布工艺中的一种。
更进一步的，所述负极极片箔材为毛面铜箔、光面铜箔、涂层铜箔中的一种。
当所述负极极片箔材为厚度为6-15μm的铜箔时，改进的负极浆料对于负极极片的表面改善效果最为明显。
有益效果：本发明提供的一种改善对箔材润湿性的负极浆料的制备方法与应用，通过在制浆环节向负极浆料的原料中加入质量为负极浆料质量的0.2％-30％，添加剂选自四氢呋喃，1,4-二氧六环，N-甲基吡咯烷酮，碳酸乙酯，碳酸丙烯酯，具有碳酸乙酯骨架结构的衍生物，γ-丁内酯，含有丁内酯骨架结构的衍生物中的一种或多种；与现有技术相比，具有以下优点：加入添加剂的体系极片优率明显提高，有效改善了极片烘烤裂纹、边缘卷曲等问题，同时极片柔韧性改善明显；对于涂层铜箔，其润湿性改善明显。
附图说明
图1为本发明实施例1与对比例1所制备的负极极片箔材膜面裂纹电镜对比示意图；
图2为本发明实施例2与对比例2所制备的负极极片箔材极片边缘卷曲程度电镜对比示意图；
图3为本发明实施例3与对比例3所制备的负极浆料对涂层箔材润湿性电镜对比示意图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明：
实施例1：
一种改善对箔材润湿性的负极浆料的制备方法以及应用，具体包括如下步骤：
将94份的天然石墨和2份Super P首先进行干混，然后加入1.5份CMC胶液和10份添加剂进行混合润湿分散，粘度调至3000-5000cP后，加入2.5份SBR分散并真空排气，通过挤压式涂布到集流体双光面铜箔上，涂布单面密度10mg/cm2，经80℃烘干得到负极极片。所述添加剂为四氢呋喃，所用双光面铜箔的厚度为8μm。
对比例1：
一种现有技术负极浆料的制备方法以及应用，具体包括如下步骤：
其实施方式与实施例1基本相同，不同之处是未加入添加剂。
实施例2：
一种改善对箔材润湿性的负极浆料的制备方法以及应用，具体包括如下步骤：
将96份的人造石墨和1份Super P首先进行干混，然后加入1份CMC胶液和5份添加剂进行混合润湿分散，粘度调至3000-5000cP后，加入2份SBR分散并真空排气，通过转移式涂布到集流体双光面铜箔上，涂布单面密度10mg/cm2，经80℃烘干得到负极极片。所述添加剂为1,4-二氧六环，所用双光面铜箔的厚度为8μm。
对比例2：
一种现有技术负极浆料的制备方法以及应用，具体包括如下步骤：
其实施方式与实施例2基本相同，不同之处是未加入添加剂。
实施例3：
一种改善对箔材润湿性的负极浆料的制备方法以及应用，具体包括如下步骤：
将94份的人造石墨和1份Super P首先进行干混，然后加入1.5份CMC胶液和20份添加剂进行混合润湿分散，粘度调至3000-5000cP后，加入2.5份SBR分散并真空排气，通过转移式涂布到集流体涂层铜箔上，涂布单面密度10mg/cm2，经80℃烘干得到负极极片。所述添加剂为，N-甲基吡咯烷酮，所用涂层铜箔的厚度为8μm。
对比例3：
一种现有技术负极浆料的制备方法以及应用，具体包括如下步骤：
其实施方式与实施例3基本相同，不同之处是未加入添加剂。
对比试验：
测试对象为实施例1-3以及对比例1-3制备而成的负极极片箔材；
1)极片膜面裂纹对比：
将实施例1与对比例1所制备的负极极片箔材进行极片膜面裂纹情况对比，具体请参考图1所示：加入添加剂前后极片膜面裂纹示图对比。其中图1中左侧为未加入添加剂的对比例，右侧为加了添加剂的实施例：
明显可以看出添加剂的加入可以有效改善膜面裂纹情况，主要是由于未有添加剂加入的负极浆料涂布在极片上，表层优先烘干，内部的水蒸气撑裂表层导致裂纹形成，而加入量添加剂后，有效改善膜面柔韧性，加速内部水分子的逸出，避免外部先成膜而被撑裂的情况发生。
2)极片边缘卷曲程度对比：
将实施例2与对比例2所制备的负极极片箔材进行极片边缘卷曲程度对比，具体如图2所示：加入添加剂前后极片边缘卷曲示意图对比。可以看出A图为对比例未加添加剂的，B图为加了添加剂的实施例：
未加添加剂的对比例极片箔材，在烘烤过程中，由于边缘部位水蒸气扩散空间大，更容易快速干燥，而中间区不容易干燥，在干料和湿膜交接区形成应力差，交接区的湿膜会向干料区迁移，形成局部收缩，进而导致极片卷曲。而参考B图中加入添加剂后的实施例，可以加速整个膜面的干燥速度，同时有机物可以降低膜面张力，减少湿膜料的迁移，从而有效改善边缘卷曲情况；大大提高了极片的优率。
3)对涂层箔材润湿性对比：
将实施例3与对比例3所制备的负极极片箔材进行对涂层箔材润湿性对比，具体如图3所示：加入添加剂前后浆料对涂层铜箔润湿性对比示意图。以看出A图为对比例未加添加剂的，B图为加了添加剂的实施例：
未加添加剂对比例常规制备的负极浆料直接涂布在涂层铜箔上时，由于水对涂层润湿性差，导致浆料不能快速有效的将涂层润湿，气体被包覆在料和箔材之间形成气泡；尤其在高速生产过程中，气泡包覆更加严重，导致极片优率几乎为零。而本发明实施例通过添加剂的加入，浆料的极性大大降低，表面张力大大降低，对涂层具有更好的亲和性，有效解决浆料对箔材润湿性问题。

Claims (10)

1.一种改善对箔材润湿性的负极浆料的制备方法，其特征在于在制浆环节向负极浆料的制备原料中加入添加剂，所述添加剂的质量为负极浆料质量的0.2％-30％，所述添加剂为四氢呋喃，1,4-二氧六环，N-甲基吡咯烷酮，碳酸乙酯，碳酸丙烯酯，具有碳酸乙酯骨架结构的衍生物，γ-丁内酯，含有丁内酯骨架结构的衍生物中的一种或多种混合。
2.根据权利要求1所述的改善对箔材润湿性的负极浆料的制备方法，其特征在于所述负极浆料的制备原料以质量计算包括石墨94-96％，粘结剂2.0-2.5％，导电剂1.0-2.0％，增稠稳定剂1.0-1.5％。
3.根据权利要求2所述的改善对箔材润湿性的负极浆料的制备方法，其特征在于所述石墨为人造石墨、天然石墨中的一种或多种。
4.根据权利要求2所述的改善对箔材润湿性的负极浆料的制备方法，其特征在于所述粘结剂为SBR乳液。
5.根据权利要求2所述的改善对箔材润湿性的负极浆料的制备方法，其特征在于所述导电剂为Super P。
6.根据权利要求2所述的改善对箔材润湿性的负极浆料的制备方法，其特征在于所述增稠稳定剂为CMC粉末。
7.一种权利要求1所述的改善对箔材润湿性的负极浆料的制备方法制备的负极浆料的应用，其特征在于将添加了添加剂按制浆工艺制备而成的负极原料通过涂布工艺涂布在负极极片箔材上，单面面密度9-11mg/cm2，经70-90℃烘干后得负极极片。
8.根据权利要求7所述的负极浆料的应用，其特征在于所述涂布工艺为挤压式涂布工艺、转移式涂布工艺中的一种。
9.根据权利要求7所述的负极浆料的应用，其特征在于所述负极极片箔材为毛面铜箔、光面铜箔、涂层铜箔中的一种。
10.根据权利要求7或9所述的负极浆料的应用，其特征在于所述负极极片箔材为厚度为6-15μm的铜箔。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110504421A (zh) * 2019-07-18 2019-11-26 河南平煤国能锂电有限公司 一种锂离子电池负极用粘结剂及负极浆料
CN111029521A (zh) * 2019-11-21 2020-04-17 安徽益佳通电池有限公司 一种锂电池防止负极涂布卷边的浆料制备方法
CN112038570A (zh) * 2020-09-22 2020-12-04 合肥国轩高科动力能源有限公司 硅碳负极浆料、合浆方法和应用

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102117905A (zh) * 2009-12-30 2011-07-06 上海比亚迪有限公司 一种复合隔膜及其制备方法及电池
CN102339977A (zh) * 2011-09-26 2012-02-01 奇瑞汽车股份有限公司 一种动力电池电极的制备方法及使用该电极的电池
CN105591111A (zh) * 2015-12-16 2016-05-18 曙鹏科技（深圳）有限公司 一种锂离子电池的电池浆料及其制备方法、电极和电池
CN107170957A (zh) * 2017-06-13 2017-09-15 中国电子新能源（武汉）研究院有限责任公司 钠离子电池负极浆料、制备方法及负极极片
CN107256969A (zh) * 2017-06-13 2017-10-17 中国电子新能源（武汉）研究院有限责任公司 钠离子电池负极浆料及其制备方法
KR20180019298A (ko) * 2016-08-16 2018-02-26 고려대학교 산학협력단 리튬 분말을 이용한 박막 전극용 슬러리, 그 제조방법, 이를 이용한 박막 전극 및 그의 제조방법
CN107919459A (zh) * 2017-11-29 2018-04-17 中航锂电（洛阳）有限公司 锂离子电池负极片的制备方法、锂离子电池负极片及锂离子电池

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102117905A (zh) * 2009-12-30 2011-07-06 上海比亚迪有限公司 一种复合隔膜及其制备方法及电池
CN102339977A (zh) * 2011-09-26 2012-02-01 奇瑞汽车股份有限公司 一种动力电池电极的制备方法及使用该电极的电池
CN105591111A (zh) * 2015-12-16 2016-05-18 曙鹏科技（深圳）有限公司 一种锂离子电池的电池浆料及其制备方法、电极和电池
KR20180019298A (ko) * 2016-08-16 2018-02-26 고려대학교 산학협력단 리튬 분말을 이용한 박막 전극용 슬러리, 그 제조방법, 이를 이용한 박막 전극 및 그의 제조방법
CN107170957A (zh) * 2017-06-13 2017-09-15 中国电子新能源（武汉）研究院有限责任公司 钠离子电池负极浆料、制备方法及负极极片
CN107256969A (zh) * 2017-06-13 2017-10-17 中国电子新能源（武汉）研究院有限责任公司 钠离子电池负极浆料及其制备方法
CN107919459A (zh) * 2017-11-29 2018-04-17 中航锂电（洛阳）有限公司 锂离子电池负极片的制备方法、锂离子电池负极片及锂离子电池

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
顾翼东主编: "《化工词典》", 30 September 1989 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110504421A (zh) * 2019-07-18 2019-11-26 河南平煤国能锂电有限公司 一种锂离子电池负极用粘结剂及负极浆料
CN111029521A (zh) * 2019-11-21 2020-04-17 安徽益佳通电池有限公司 一种锂电池防止负极涂布卷边的浆料制备方法
CN112038570A (zh) * 2020-09-22 2020-12-04 合肥国轩高科动力能源有限公司 硅碳负极浆料、合浆方法和应用

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