本發(fā)明屬于鋰離子電池，具體涉及一種負(fù)極的制備方法。

背景技術(shù)：

1、鋰離子電池具有高能量密度、長(zhǎng)循環(huán)壽命、高安全性、寬工作溫度等特點(diǎn)，目前被廣泛投入各大行業(yè)中使用。為了滿足這一亟需，增加電極厚度是提高鋰離子電池能量密度最直接的方式之一。然而，高容量厚電極由于其脆性及較差的粘附性，導(dǎo)致電極/電池柔性顯著下降，甚至鋰離子電池的正負(fù)極漿料制備的優(yōu)劣直接影響電池的質(zhì)量及其產(chǎn)品的性能。

2、現(xiàn)有技術(shù)公開(kāi)了一種二次電池用電極及其制造方法，該電極包含用于在外部導(dǎo)線和電極活性材料之間傳遞電子的集電器以及施涂到集電器上的電極混合物層，其中電極混合物層包含交聯(lián)聚合物、電極活性材料和粘合劑，所述交聯(lián)聚合物是第一聚合單體和第二聚合單體交聯(lián)形成具有互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的高分子聚合物。然而，這會(huì)增加整體生產(chǎn)成本和生產(chǎn)線的復(fù)雜性和難度。此外，現(xiàn)有技術(shù)大多使用pvdf作為粘結(jié)劑，然而pvdf均聚物的結(jié)晶度可達(dá)65%~78%，高結(jié)晶度的粘結(jié)劑在電池的使用過(guò)程中易發(fā)生脆斷具有很大的安全隱患。因此，亟需開(kāi)發(fā)一種新型有效的復(fù)合粘結(jié)劑，能夠在制備厚電極的基礎(chǔ)上，防止電極在使用過(guò)程中發(fā)生脆端。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種負(fù)極的制備方法，本發(fā)明提供的方法制備得到的電極，能夠保證在厚電極的基礎(chǔ)上，防止電極在使用過(guò)程中發(fā)生開(kāi)裂。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

3、本發(fā)明提供了一種負(fù)極的制備方法，包括以下步驟：

4、將負(fù)極活性材料、導(dǎo)電劑和水混合，得到固體漿料；

5、將所述固體漿料、羧甲基纖維素鈉、輔助粘結(jié)劑、增韌劑和水混合，得到漿料；所述輔助粘結(jié)劑具有剛性鏈結(jié)構(gòu)，所述增韌劑具有柔性共聚物鏈結(jié)構(gòu)；

6、將所述漿料涂覆在集流體的表面，干燥后得到所述負(fù)極。

7、優(yōu)選的，所述負(fù)極活性材料包括石墨和/或硅碳；

8、所述導(dǎo)電劑包括科琴黑、乙炔黑、石墨烯和碳納米管中的一種或幾種。

9、優(yōu)選的，所述負(fù)極活性材料和導(dǎo)電劑的質(zhì)量比為80~106：1；

10、所述固體漿料中負(fù)極活性材料和導(dǎo)電劑的總質(zhì)量和水的質(zhì)量比為0.8~1.5：1。

11、優(yōu)選的，所述負(fù)極活性材料、導(dǎo)電劑和水混合的方式為機(jī)械均質(zhì)，所述機(jī)械均質(zhì)的頻率為50~90hz，時(shí)間為1~5h。

12、優(yōu)選的，所述輔助粘結(jié)劑包括水性pvdf、水性136d、苯乙烯-丁二烯共聚物、聚丙烯酸鈉、海藻酸鈉、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇縮丁醛、羥丙基甲基纖維素、聚四氟乙烯和羧甲基殼聚糖中的一種或幾種。

13、優(yōu)選的，所述增韌劑包括丙烯酸酯類乳液、苯丙乳液、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物乳液、氯丁橡膠乳液、聚氨酯乳液和聚醋酸乙烯酯乳液中的一種或幾種。

14、優(yōu)選的，所述漿料中負(fù)極活性材料的質(zhì)量百分含量為90~98%，導(dǎo)電劑的質(zhì)量百分含量為0.9~1.3%，羧甲基纖維素鈉、輔助粘結(jié)劑和增韌劑總質(zhì)量占所述漿料質(zhì)量的0.7~9.1%。

15、優(yōu)選的，所述涂覆的條件包括：采用1000μm刮刀、以3~8cm/s的速度進(jìn)行涂布；

16、所述涂覆的涂覆量為0.3~0.7ml/cm2。

17、優(yōu)選的，所述干燥包括依次進(jìn)行第一干燥和第二干燥；

18、所述第一干燥的溫度為60~90℃，時(shí)間為10~30min；

19、所述第二干燥的溫度為60~90℃，時(shí)間為12~24h，所述第二干燥在真空條件下進(jìn)行。

20、優(yōu)選的，所述負(fù)極的負(fù)載量大于等于50mg/cm2。

21、本發(fā)明提供了一種負(fù)極的制備方法，包括以下步驟：將負(fù)極活性材料、導(dǎo)電劑和水混合，得到固體漿料；將所述固體漿料、羧甲基纖維素鈉、輔助粘結(jié)劑、增韌劑和水混合，得到漿料；所述輔助粘結(jié)劑具有剛性鏈結(jié)構(gòu)，所述增韌劑具有柔性共聚物鏈結(jié)構(gòu)；將所述漿料涂覆在集流體的表面，干燥后得到所述負(fù)極。本發(fā)明將具有剛性鏈結(jié)構(gòu)的粘結(jié)劑和具有柔性共聚物鏈的增韌劑結(jié)合使用，所得到的體系具有高靈活性，使其既能夠提供良好的粘結(jié)強(qiáng)度，又能在電極材料中發(fā)揮增韌作用，防止厚電極在涂覆及充放電過(guò)程中的開(kāi)裂。同時(shí)具有工藝簡(jiǎn)單，成本低廉，有利于大規(guī)模生產(chǎn)的特點(diǎn)。

技術(shù)特征：

1.一種負(fù)極的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述負(fù)極活性材料包括石墨和/或硅碳；

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的制備方法，其特征在于，所述負(fù)極活性材料和導(dǎo)電劑的質(zhì)量比為80~106：1；

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述負(fù)極活性材料、導(dǎo)電劑和水混合的方式為機(jī)械均質(zhì)，所述機(jī)械均質(zhì)的頻率為50~90hz，時(shí)間為1~5h。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述輔助粘結(jié)劑包括水性pvdf、水性136d、苯乙烯-丁二烯共聚物、聚丙烯酸鈉、海藻酸鈉、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇縮丁醛、羥丙基甲基纖維素、聚四氟乙烯和羧甲基殼聚糖中的一種或幾種。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述增韌劑包括丙烯酸酯類乳液、苯丙乳液、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物乳液、氯丁橡膠乳液、聚氨酯乳液和聚醋酸乙烯酯乳液中的一種或幾種。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述漿料中負(fù)極活性材料的質(zhì)量百分含量為90~98%，導(dǎo)電劑的質(zhì)量百分含量為0.9~1.3%，羧甲基纖維素鈉、輔助粘結(jié)劑和增韌劑總質(zhì)量占所述漿料質(zhì)量的0.7~9.1%。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述涂覆的條件包括：采用1000μm刮刀、以3~8cm/s的速度進(jìn)行涂布；

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述干燥包括依次進(jìn)行第一干燥和第二干燥；

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述負(fù)極的負(fù)載量大于等于50mg/cm2。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明屬于鋰離子電池技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種負(fù)極的制備方法。本發(fā)明提供了一種負(fù)極的制備方法，包括以下步驟：將負(fù)極活性材料、導(dǎo)電劑和水混合，得到固體漿料；將所述固體漿料、羧甲基纖維素鈉、輔助粘結(jié)劑、增韌劑和水混合，得到漿料；所述輔助粘結(jié)劑具有剛性鏈結(jié)構(gòu)，所述增韌劑具有柔性共聚物鏈結(jié)構(gòu)；將所述漿料涂覆在集流體的表面，干燥后得到所述負(fù)極。本發(fā)明將具有剛性鏈結(jié)構(gòu)的粘結(jié)劑和具有柔性共聚物鏈的增韌劑結(jié)合使用，所得到的體系具有高靈活性，使其既能夠提供良好的粘結(jié)強(qiáng)度，又能在電極材料中發(fā)揮增韌作用，防止厚電極在涂覆及充放電過(guò)程中的開(kāi)裂。同時(shí)具有工藝簡(jiǎn)單，成本低廉，有利于大規(guī)模生產(chǎn)的特點(diǎn)。

技術(shù)研發(fā)人員：焦玉聰,謝延春,潘怡帆,武培怡
受保護(hù)的技術(shù)使用者：東華大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/23