CN109461935B - 电极片及电化学储能装置 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了一种电极片及电化学储能装置。所述电极片包括集流体以及活性材料层。所述活性材料层设置在集流体上,且包括活性材料、导电剂以及粘结剂。所述粘结剂包括偏氟乙烯‑六氟丙烯嵌段共聚物。所述偏氟乙烯‑六氟丙烯嵌段共聚物的重均分子量为130万~140万。所述偏氟乙烯‑六氟丙烯嵌段共聚物中六氟丙烯的共聚比例为0.5mol%~5mol%。本申请的电极片具有较好的柔韧性和粘结力,可以减少在卷绕/热压工序中出现断裂或漏光风险,使电极片具有较大的压实密度,同时使电化学储能装置具有较好的循环性能和安全性能。同时本申请电极片还具有较好的加工性能。
Description
技术领域
本申请涉及储能装置领域,尤其涉及一种电极片及电化学储能装置。
背景技术
随着电动车/电动大巴的普及,以及国家政策的引导和巨大的市场需求,推动了锂离子电池的技术研发和应用。EV类锂离子电池的续航能力成为备受关注的焦点,高能量密度作为锂离子电池的重点研究方向之一,是改善锂离子电池续航能力差的重要举措。而提高正负极片的压实密度是提高能量密度行之有效的方法,但是提高能量密度,会恶化正负极片脆性,在卷绕/热压工序,正负极片容易出现内圈断裂,对锂离子电池的电性能和安全性能都会造成影响。
发明内容
鉴于背景技术中存在的问题,本申请的目的在于提供一种电极片及电化学储能装置,所述电极片具有较好的柔韧性和粘结力,可以减少在卷绕/热压工序中出现断裂或漏光风险,使电极片具有较高的压实密度,同时使电化学储能装置具有较好的循环性能和安全性能,此外所述电极片还具有较好的加工性能。
为了达到上述目的,在本申请的一方面,本申请提供了一种电极片,其包括集流体以及活性材料层。所述活性材料层设置在集流体上,且包括活性材料、导电剂以及粘结剂。所述粘结剂包括偏氟乙烯-六氟丙烯嵌段共聚物。所述偏氟乙烯-六氟丙烯嵌段共聚物的重均分子量为130万~140万。所述偏氟乙烯-六氟丙烯嵌段共聚物中六氟丙烯的共聚比例为0.5mol%~5mol%。
在本申请的另一方面,本申请提供了一种电化学储能装置,其包括本申请一方面所述的电极片。
相对于现有技术,本申请的有益效果为:
本申请的电极片含有粘结剂偏氟乙烯-六氟丙烯嵌段共聚物,所述偏氟乙烯-六氟丙烯嵌段共聚物的重均分子量为130万~140万,且六氟丙烯的共聚比例为0.5mol%~5mol%,在其作用下本电极片可具有较好的柔韧性和粘结力,可以减少在卷绕/热压工序中出现断裂或漏光风险,使电极片具有较大的压实密度,同时使电化学储能装置具有较好的循环性能和安全性能。
本申请电极片还具有较好的加工性能。
具体实施方式
下面详细说明根据本申请的电极片及电化学储能装置。
首先说明根据本申请第一方面的电极片。
根据本申请第一方面的电极片包括集流体以及活性材料层。所述活性材料层设置在集流体上,且包括活性材料、导电剂以及粘结剂。所述粘结剂包括偏氟乙烯-六氟丙烯嵌段共聚物(如式1所示)。所述偏氟乙烯-六氟丙烯嵌段共聚物的重均分子量为130万~140万。所述偏氟乙烯-六氟丙烯嵌段共聚物中六氟丙烯的共聚比例为0.5mol%~5mol%。
在根据本申请第一方面所述的电极片中,粘结剂在活性材料层中发挥至关重要的作用,不仅要起到粘接活性材料颗粒与颗粒的作用,还要保证活性材料层与集流体之间粘接的作用,此外,粘结剂在电解液里还需具有良好的电化学稳定性,耐高电压及强耐氧化性,这对电化学储能装置的性能发挥至关重要。本申请中,所述粘结剂偏氟乙烯与六氟丙烯嵌段共聚物具有超高分子量(130万~140万),较市面上普遍使用的粘结剂聚偏二氟乙烯(—(CF2-CH2)n—,偏氟乙烯均聚物,如式2所示)的分子量高20万~50万,因此其可以大大提高电极片的粘结力和内聚力。但是若偏氟乙烯与六氟丙烯嵌段共聚物的分子量过高,容易造成其在电解液中溶胀变大,影响电化学储能装置的循环性能,同时分子量过大还会造成电极浆料稳定性下降,出现明显粘度反弹,使涂布过程中活性材料层的重量难以控制,同时,过高的分子量也造成活性材料层本身脆性增加,给电极片的制备带来了困难。此外,为了控制活性材料层脆性的增加,将偏氟乙烯与六氟丙烯按不同比例进行共聚,可形成具有不同结晶度的偏氟乙烯与六氟丙烯嵌段共聚物,其中,六氟丙烯共聚比例在0.5mol%~5mol%之间时,随着六氟丙烯共聚比例的增加,偏氟乙烯-六氟丙烯嵌段共聚物的结晶度依次降低,偏氟乙烯-六氟丙烯嵌段共聚物的分子链间作用力越小,链段的可移动性增加,偏氟乙烯-六氟丙烯嵌段共聚物柔韧性增大,最终可达到改善电极片的柔韧性的目的。本申请的电极片在偏氟乙烯-六氟丙烯嵌段共聚物的作用下可具有较好的柔韧性和粘结力,可以减少在卷绕/热压工序中出现断裂或漏光风险,使电极片具有较高的压实密度,同时使电化学储能装置具有较好的循环性能和安全性能,此外所述电极片还可具有较好的加工性能。
在根据本申请第一方面所述的电极片中,优选地,所述偏氟乙烯-六氟丙烯嵌段共聚物中六氟丙烯的共聚比例为2.5mol%~3.5mol%。
在根据本申请第一方面所述的电极片中,若所述偏氟乙烯-六氟丙烯嵌段共聚物的分子量分布过宽,则共聚物的聚合度和有序性均较低,同时共聚物在电解液中的溶胀程度较高,对电化学储能装置的性能改善不利。优选地,所述偏氟乙烯-六氟丙烯嵌段共聚物的多分散系数小于等于1.79。但是分子量分布较窄的偏氟乙烯-六氟丙烯嵌段共聚物的制备工艺难度较大,且优率较低,导致生产成本较高。因此从实际生产和工业化的角度考虑,优选地,所述偏氟乙烯-六氟丙烯嵌段共聚物的多分散系数为1.65~1.79,进一步优选地,所述偏氟乙烯-六氟丙烯嵌段共聚物的多分散系数为1.73~1.76。需要说明的是,在本申请中,多分散系数是指重均分子量/数均分子量的比值。
在根据本申请第一方面所述的电极片中,所述粘结剂的含量为所述活性物质层总质量的0.7%~1.5%。
在根据本申请第一方面所述的电极片中,所述电极片的压实密度为3.4g/cc~3.5g/cc。
在根据本申请第一方面所述的电极片中,所述电极片为正极片,或所述电极片为负极片。
在根据本申请第一方面所述的电极片中,所述导电剂的种类没有具体的限制,可根据实际需求进行选择,具体地,所述导电剂可选自导电炭黑、乙炔黑、超导碳黑、石墨烯、导电石墨、碳纤维、碳纳米管中的一种或几种。
其次说明根据本申请第二方面的电化学储能装置。
根据本申请第二方面所述的电化学储能装置包括根据本申请第一方面所述的电极片。
在根据本申请第二方面所述的电化学储能装置中,所述电化学储能装置包括正极片、负极片、隔离膜、电解质以及包装壳等。其中,所述正极片为本申请第一方面所述的电极片,或所述负极片为本申请第一方面所述的电极片,或所述正极片和所述负极片均为本申请第一方面所述的电极片。
在根据本申请第二方面所述的电化学储能装置中,需要说明的是,所述电化学储能装置可为锂离子电池、钠离子电池、锌离子电池、镁离子电池、金属锂电池或超级电容器等。在本申请的实施例中,仅示出电化学储能装置为锂离子电池的实施例,但本申请不限于此。
在锂离子电池中,正极活性材料基体的种类没有具体的限制,可根据实际需求进行选择,具体地,所述正极活性材料基体可选自LiCoO2、LiNiO2、LiMnO2、LiNixCoyMnzO2、LiNi1-aCoaO2、LiNi1-aMnaO2、LiCo1-aMnaO2、LiNix1Coy1Mnz1O4、LiMn2O4、LiMn2-bNibO4、LiMn2- bCobO4、Li2MnO4、LiV3O8、LiCoPO4、LiFePO4中的一种或几种,其中,0<x<1,0<y<1,0<z<1,x+y+z=1,0<a<1,0<x1<2,0<y1<2,0<z1<2,x1+y1+z1=2,0<b<2,所述正极活性材料基体还可以选自硫化物、硒化物、卤化物中的一种或几种。
在锂离子电池中,负极活性材料基体的种类没有具体的限制,可根据实际需求进行选择。具体地,所述负极活性材料基体可选自软碳、硬碳、天然石墨、结晶石墨、热解碳、中间相沥青基碳纤维、中间相碳微球、中间相沥青、焦炭、硅、硅合金、硅-碳复合物、锡以及锡合金中的一种或几种。
在锂离子电池中,所述电解质可为液体电解质,也可为固体电解质,还可为聚合物电解质。优选地,使用液体电解质。所述液体电解质可包括锂盐以及有机溶剂。
在锂离子电池中,所述锂盐的具体种类不受限制,具体地,所述锂盐可选自LiPF6、LiTFSI、LiTFS、LiFSI、LiDFOB、LiBOB、LiPO2F2、LiDFO中的一种或几种。
在锂离子电池中,所述有机溶剂的具体种类并没有特别的限制,可根据实际需求进行选择。优选地,使用非水有机溶剂。所述非水有机溶剂可包括任意种类的碳酸酯、羧酸酯。碳酸酯可包括环状碳酸酯或者链状碳酸酯。所述非水有机溶剂还可包括碳酸酯的卤代化合物。具体地,所述有机溶剂选自碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸亚丁酯、碳酸亚戊酯、氟代碳酸亚乙酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸二丙酯、碳酸甲乙酯、γ-丁内酯、甲酸甲酯、甲酸乙酯、丙酸乙酯、丙酸丙酯、四氢呋喃中的一种或几种。
在锂离子电池中,所述隔离膜的种类没有具体限制,可根据实际需求进行选择。
下面结合实施例,进一步阐述本申请。应理解,这些实施例仅用于说明本申请而不用于限制本申请的范围。在实施例中仅示出电化学储能装置为锂离子电池的情况,但申请不限于此。在下述实施例中,所使用到的试剂、材料以及仪器如没有特殊的说明,均可商购获得。
实施例1
(1)正极片的制备
将正极活性材料LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2、粘结剂偏氟乙烯-六氟丙烯嵌段共聚物、导电剂导电炭黑按质量比为97:1:2进行干混搅拌,然后加入到油性溶剂N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)进行湿混捏合,搅拌均匀后得到正极浆料,其中,偏氟乙烯-六氟丙烯嵌段共聚物的重均分子量为140万,偏氟乙烯-六氟丙烯嵌段共聚物的多分散系数为1.74,六氟丙烯的共聚比例为0.5mol%;将正极浆料均匀地涂布在厚度为12μm的正极集流体铝箔上,在110℃下烘烤1h,之后依次经过压实、分切得到正极片,其中正极片的压实密度为3.5g/cc。
(2)负极片的制备
将负极活性材料石墨、导电剂乙炔黑、粘结剂丁苯橡胶(SBR)、增稠剂羧甲基纤维素钠(CMC)按质量比为96:1:1:1与溶剂去离子水充分混合,搅拌均匀后得到负极浆料,将负极浆料均匀地涂布在厚度为8μm的负极集流体铜箔上,在110℃下烘烤1h,之后依次经过压实、分切得到负极片。
(3)电解液的制备
在干燥房中,将碳酸乙烯酯(EC)、碳酸甲乙酯(EMC)按质量比30:70混合,之后加入锂盐LiPF6,混合均匀后获得电解液,其中,LiPF6的浓度为1mol/L。
(4)隔离膜的制备
以聚乙烯薄膜(PE)作为隔离膜。
(5)锂离子电池的制备
将正极片和负极片用聚乙烯膜(PE)隔离膜分隔开并卷绕成方形的裸电芯,焊接极耳,将裸电芯装入包装壳铝塑膜中,然后在80℃下烘烤除水后,注入电解液并封口,之后经过静置、热冷压、化成、整形、容量测试等工序,获得锂离子电池。
实施例2
锂离子电池的制备过程同实施例1,区别在于,
(1)正极片的制备
偏氟乙烯-六氟丙烯嵌段共聚物中六氟丙烯的共聚比例为2.5mol%,偏氟乙烯-六氟丙烯嵌段共聚物的重均分子量为140万,偏氟乙烯-六氟丙烯嵌段共聚物的多分散系数为1.74。
实施例3
锂离子电池的制备过程同实施例1,区别在于,
(1)正极片的制备
偏氟乙烯-六氟丙烯嵌段共聚物中六氟丙烯的共聚比例为3mol%,偏氟乙烯-六氟丙烯嵌段共聚物的重均分子量为140万,偏氟乙烯-六氟丙烯嵌段共聚物的多分散系数为1.74。
实施例4
锂离子电池的制备过程同实施例1,区别在于,
(1)正极片的制备
偏氟乙烯-六氟丙烯嵌段共聚物中六氟丙烯的共聚比例为4mol%,偏氟乙烯-六氟丙烯嵌段共聚物的重均分子量为140万,偏氟乙烯-六氟丙烯嵌段共聚物的多分散系数为1.74。
实施例5
锂离子电池的制备过程同实施例1,区别在于,
(1)正极片的制备
偏氟乙烯-六氟丙烯嵌段共聚物中六氟丙烯的共聚比例为5mol%,偏氟乙烯-六氟丙烯嵌段共聚物的重均分子量为140万,偏氟乙烯-六氟丙烯嵌段共聚物的多分散系数为1.74。
实施例6
锂离子电池的制备过程同实施例1,区别在于,
(1)正极片的制备
偏氟乙烯-六氟丙烯嵌段共聚物中六氟丙烯的共聚比例为3mol%,偏氟乙烯-六氟丙烯嵌段共聚的重均分子量为130万,偏氟乙烯-六氟丙烯嵌段共聚物的多分散系数为1.74。
实施例7
锂离子电池的制备过程同实施例1,区别在于,
(1)正极片的制备
偏氟乙烯-六氟丙烯嵌段共聚物中六氟丙烯的共聚比例为3mol%,偏氟乙烯-六氟丙烯嵌段共聚的重均分子量为135万,偏氟乙烯-六氟丙烯嵌段共聚物的多分散系数为1.74。
实施例8
锂离子电池的制备过程同实施例1,区别在于,
(1)正极片的制备
偏氟乙烯-六氟丙烯嵌段共聚物中六氟丙烯的共聚比例为3mol%,偏氟乙烯-六氟丙烯嵌段共聚物的重均分子量为140万,偏氟乙烯-六氟丙烯嵌段共聚物的多分散系数为1.65。
实施例9
锂离子电池的制备过程同实施例1,区别在于,
(1)正极片的制备
偏氟乙烯-六氟丙烯嵌段共聚物中六氟丙烯的共聚比例为3mol%,偏氟乙烯-六氟丙烯嵌段共聚物的重均分子量为140万,偏氟乙烯-六氟丙烯嵌段共聚物的多分散系数为1.70。
实施例10
锂离子电池的制备过程同实施例1,区别在于,
(1)正极片的制备
偏氟乙烯-六氟丙烯嵌段共聚物中六氟丙烯的共聚比例为3mol%,偏氟乙烯-六氟丙烯嵌段共聚物的重均分子量为140万,偏氟乙烯-六氟丙烯嵌段共聚物的多分散系数为1.73。
实施例11
锂离子电池的制备过程同实施例1,区别在于,
(1)正极片的制备
偏氟乙烯-六氟丙烯嵌段共聚物中六氟丙烯的共聚比例为3mol%,偏氟乙烯-六氟丙烯嵌段共聚物的重均分子量为140万,偏氟乙烯-六氟丙烯嵌段共聚物的多分散系数为1.76。
实施例12
锂离子电池的制备过程同实施例1,区别在于,
(1)正极片的制备
偏氟乙烯-六氟丙烯嵌段共聚物中六氟丙烯的共聚比例为3mol%,偏氟乙烯-六氟丙烯嵌段共聚物的重均分子量为140万,偏氟乙烯-六氟丙烯嵌段共聚的多分散系数为1.79。
对比例1
锂离子电池的制备过程同实施例1,区别在于,
(1)正极片的制备
将正极活性材料LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2、粘结剂聚偏氟乙烯、导电剂导电炭黑按质量比为97:1:2进行干混搅拌,然后加入到油性溶剂N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)进行湿混捏合,搅拌均匀后得到正极浆料,其中,聚偏氟乙烯为偏氟乙烯的均聚物,重均分子量为110万,多分散系数为1.74;将正极浆料均匀地涂布在厚度为12μm的正极集流体铝箔上,在110℃下烘烤1h,之后依次经过压实、分切得到正极片。
对比例2
锂离子电池的制备过程同实施例1,区别在于,
(1)正极片的制备
将正极活性材料LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2、粘结剂聚偏氟乙烯、导电剂导电炭黑按质量比为97:1:2进行干混搅拌,然后加入到油性溶剂N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)进行湿混捏合,搅拌均匀后得到正极浆料,其中,聚偏氟乙烯为偏氟乙烯的均聚物,重均分子量为130万,多分散系数为1.74;将正极浆料均匀地涂布在厚度为12μm的正极集流体铝箔上,在110℃下烘烤1h,之后依次经过压实、分切得到正极片。
对比例3
锂离子电池的制备过程同实施例1,区别在于,
(1)正极片的制备
将正极活性材料LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2、粘结剂聚偏氟乙烯、导电剂导电炭黑按质量比为97:1:2进行干混搅拌,然后加入到油性溶剂N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)进行湿混捏合,搅拌均匀后得到正极浆料,其中,聚偏氟乙烯为偏氟乙烯的均聚物,重均分子量为140万,多分散系数为1.74;将正极浆料均匀地涂布在厚度为12μm的正极集流体铝箔上,在110℃下烘烤1h,之后依次经过压实、分切得到正极片。
对比例4
锂离子电池的制备过程同实施例1,区别在于,
(1)正极片的制备
偏氟乙烯-六氟丙烯嵌段共聚物中六氟丙烯的共聚比例为3mol%,偏氟乙烯-六氟丙烯嵌段共聚物的重均分子量为110万,偏氟乙烯-六氟丙烯嵌段共聚物的多分散系数为1.74。
对比例5
锂离子电池的制备过程同实施例1,区别在于,
(1)正极片的制备
偏氟乙烯-六氟丙烯嵌段共聚物中六氟丙烯的共聚比例为3mol%,偏氟乙烯-六氟丙烯嵌段共聚物的重均分子量为150万,偏氟乙烯-六氟丙烯嵌段共聚物的多分散系数为1.74。
对比例6
锂离子电池的制备过程同实施例1,区别在于,
(1)正极片的制备
偏氟乙烯-六氟丙烯嵌段共聚中六氟丙烯的共聚比例为0.3mol%,偏氟乙烯-六氟丙烯嵌段共聚物的重均分子量为140万,偏氟乙烯-六氟丙烯嵌段共聚物的多分散系数为1.74。
对比例7
锂离子电池的制备过程同实施例1,区别在于,
(1)正极片的制备
偏氟乙烯-六氟丙烯嵌段共聚物中六氟丙烯的共聚比例为6mol%,偏氟乙烯-六氟丙烯嵌段共聚物的重均分子量为140万,偏氟乙烯-六氟丙烯嵌段共聚物的多分散系数为1.74。
对比例8
锂离子电池的制备过程同实施例1,区别在于,
(1)正极片的制备
偏氟乙烯-六氟丙烯嵌段共聚物中六氟丙烯的共聚比例为3mol%,偏氟乙烯-六氟丙烯嵌段共聚物的重均分子量为140万,偏氟乙烯-六氟丙烯嵌段共聚物的多分散系数为1.82。
表1实施例1-12和对比例1-8的参数
接下来说明锂离子电池的测试过程。
(1)粘结剂胶膜的结晶度测试
将实施例1-12和对比例1-8的粘结剂与NMP按质量比5:95置于搅拌罐中,按照搅拌速度25r/min,分散速度1500r/min,搅拌6h,完成胶液制作。之后将胶液在80℃烘干6h,得到粘结剂胶膜,然后将得到的粘结剂胶膜进行DSC测试,得到粘结剂胶膜的结晶度。每组测试5次,取平均值。
(2)正极片的卷绕热压测试
将正极片、隔离膜、负极片卷绕成方型的电芯,之后60℃、0.4MPa压力下进行热压,之后将电芯拆解,观察折痕处是否漏光,其中,在卷绕得到的电芯中,共计19个折痕。每组测试5次,取平均值。
(3)正极片180°剪切强度的测试
将正极片裁成长100mm、宽20mm的长方形。取一条宽度30mm的不锈钢板,贴双面胶(长9mm,宽9mm),将裁好的正极片粘帖在不锈钢板上的双面胶上,用2Kg压辊在正极片的表面来回滚压3次(300mm/min)。将该样品固定在试验机上,正极片轴线方向与施力方向保持一致,试验机以10mm/min剥离速度加载,直至正极片断裂,停止测试,记录最大力F(单位N),粘结面积S=81mm2,根据P=F/S,计算剪切强度(单位MPa)。
(4)正极浆料的稳定性测试
将正极浆料在烧杯中敞口静置12h,如果正极浆料出现了凝胶和沉降,则认为其稳定性不能满足使用要求,反之,则可满足使用需求;将正极浆料在搅拌罐中以10rpm的速度慢搅48h,如果正极浆料出现了凝胶和沉降,则认为其稳定性不能满足使用要求,反之则可满足使用需求。具有良好稳定性的正极浆料需同时满足上述两方面测试。
(5)正极浆料的涂布加工性能测试
在正极浆料的涂布过程中通过监控涂布的重量来衡量涂布的一致性。其中,偏氟乙烯-六氟丙烯嵌段共聚物的性能差异会导致正极浆料的性能差异(例如,粘度反弹),从而导致正极浆料的涂布重量波动很大,难以控制。若正极浆料的涂布重量在涂布过程中具有一致性,则认为正极浆料的涂布加工性能良好。
(6)锂离子电池的循环性能测试
将实施例1-12和对比例1-8的锂离子电池放置在25℃测试箱中,按照1C/1C充放条件进行循环性能测试,待锂离子电池的容量衰减至80%,停止测试,并记录此时锂离子电池的循环次数。每组测试3次,取平均值。
表2实施例1-12和对比例1-8的测试结果
在正极片的测试中,用粘结剂胶膜的结晶度、正极片卷绕热压折痕漏光个数表征正极片的柔韧性。其中,粘结剂胶膜的结晶度越低,正极片的柔韧性越大;正极片卷绕热压中,折痕漏光个数越少,正极片的柔韧性越大。用正极片180°剥离强度表征正极活性材料层与正极集流体之间的粘结力,剥离强度越大,表示正极活性材料层与正极集流体之间粘结力越好。
从表2的测试结果分析可知,在对比例1-3中,使用常规的聚偏氟乙烯(即偏氟乙烯均聚物)作为粘结剂,其结晶度较高,导致正极片的柔韧性较差,卷绕热压中容易出现折痕漏光。
在实施例1-5中分析可知,随着六氟丙烯共聚比例的增加,偏氟乙烯-六氟丙烯嵌段共聚物的结晶度依次降低,同时正极片通过卷绕热压测试的比例增大,在不明显降低正极活性材料层与正极集流体之间粘结力的情况下,显著改善了正极片的柔韧性,同时正极浆料的稳定性好,正极浆料的涂布加工性能良好,锂离子电池的循环性能也较好。但若六氟丙烯的共聚比例过小(对比例6),则对正极片柔韧性的改善不明显。若六氟丙烯的共聚比例过大(对比例7),则正极活性材料层与正极集流体之间的粘结力下降明显,同时正极浆料的稳定性较差,且正极浆料在涂布加工的过程中出现明显的粘度反弹,导致锂离子电池的循环性能明显恶化。
对比例4中,偏氟乙烯-六氟丙烯嵌段共聚物的重均分子量较低,正极活性材料层与正极集流体之间的粘结力较差,锂离子电池的循环性能也较差。在实施例3、实施例6-7中,偏氟乙烯-六氟丙烯嵌段共聚物的重均分子量在本申请的保护范围内,正极片具有良好的柔韧性,正极活性材料层与正极集流体之间粘结力较好,同时正极浆料的稳定性和涂布加工性能均较好。若偏氟乙烯-六氟丙烯嵌段共聚物的重均分子量过高(对比例5),则容易造成其在电解液中溶胀程度偏高,正极浆料的稳定性下降,且正极浆料在涂布加工的过程中出现明显的粘度反弹,进而锂离子电池的循环性能明显恶化。
在实施例3、实施例8-12中,偏氟乙烯-六氟丙烯嵌段共聚物的多分散系数在本申请的保护范围内,正极片具有良好的柔韧性,正极活性材料层与正极集流体之间粘结力较好,同时正极浆料的稳定性和涂布加工性能均较好,同时锂离子电池的循环性能也较好。若偏氟乙烯-六氟丙烯嵌段共聚物的多分散系数较高(对比例8),共聚物的聚合度和有序性均较低,且共聚物在电解液中的溶胀程度较高,导致锂离子电池的循环性能明显恶化。
Claims (9)
1.一种电极片,包括:
集流体;以及
活性材料层,设置在集流体上,且包括活性材料、导电剂以及粘结剂;
其特征在于,
所述粘结剂包括偏氟乙烯-六氟丙烯嵌段共聚物;
所述偏氟乙烯-六氟丙烯嵌段共聚物的重均分子量为130万~140万;
所述偏氟乙烯-六氟丙烯嵌段共聚物中六氟丙烯的共聚比例为0.5mol%~5mol%;
所述偏氟乙烯-六氟丙烯嵌段共聚物的多分散系数小于等于1.79。
2.根据权利要求1所述的电极片,其特征在于,所述偏氟乙烯-六氟丙烯嵌段共聚物中六氟丙烯的共聚比例为2.5mol%~3.5mol%。
3.根据权利要求1所述的电极片,其特征在于,所述偏氟乙烯-六氟丙烯嵌段共聚物的多分散系数为1.65~1.79。
4.根据权利要求3所述的电极片,其特征在于,所述偏氟乙烯-六氟丙烯嵌段共聚物的多分散系数为1.73~1.76。
5.根据权利要求1所述的电极片,其特征在于,所述粘结剂的含量为所述活性材料层总质量的0.7%~1.5%。
6.根据权利要求1所述的电极片,其特征在于,所述电极片的压实密度为3.4g/cc~3.5g/cc。
7.根据权利要求1所述的电极片,其特征在于,所述电极片为正极片,或所述电极片为负极片。
8.一种电化学储能装置,其特征在于,包括根据权利要求1-7中任一项所述的电极片。
9.根据权利要求8所述的电化学储能装置,其特征在于,所述电化学储能装置为锂离子电池、钠离子电池、锌离子电池、金属锂电池、全固态锂电池、全固态钠电池或超级电容器。
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