一種正極電極膜及應(yīng)用了該電極膜的鋰離子電池的制作方法
【專利摘要】本申請(qǐng)公開(kāi)了一種正極電極膜及應(yīng)用了該電極膜的鋰離子電池。該正極電極膜通過(guò)將粘結(jié)劑與改性劑配合使用，有效提高了粘結(jié)劑的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度、活性物質(zhì)顆粒之間以及活性物質(zhì)顆粒與集流體之間的粘結(jié)力、電極膜片的柔韌性和工序加工性能。通過(guò)調(diào)節(jié)粘結(jié)劑在正極活性物質(zhì)顆粒表面的包覆狀態(tài)，提高了正極電極膜的鋰離子傳輸效率和電學(xué)性能。應(yīng)用了該正極電極膜的鋰離子電池，能夠在高倍率快速充電的情況下，保持良好的安全性和循環(huán)性能。
【專利說(shuō)明】-種正極電極膜及應(yīng)用了該電極膜的裡離子電池

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本申請(qǐng)?jiān)O(shè)及電池【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其設(shè)及一種正極電極膜及應(yīng)用了該電極膜的裡離子 電池。

【背景技術(shù)】
[0002] 裡離子電池具有能量密度高，循環(huán)壽命長(zhǎng)，環(huán)境污染小等優(yōu)點(diǎn)已廣泛應(yīng)用于各類 便攜式電子設(shè)備，也在日益增長(zhǎng)的電動(dòng)汽車領(lǐng)域中作為動(dòng)力來(lái)源。
[000引 目前常用的裡離子電池正極漿料體系采用油劑體系，即使用NMP(N-甲基化咯燒 酬）作為溶劑。使用該類油劑溶劑存在很多弊端，主要表現(xiàn)在；（1)NMP具有一定的毒性和腐 蝕性，對(duì)生產(chǎn)操作人員的健康造成傷害，也不夠環(huán)保；(2) NMP溶劑本身價(jià)格昂貴，且需要專 用的回收設(shè)備，投入較大；（3) NMP揮發(fā)溫度高，涂布耗能更大。此外，油劑配方常用的PVDF 粘接劑對(duì)環(huán)境濕度敏感，濕度較大時(shí)會(huì)發(fā)生凝膠現(xiàn)象，影響生產(chǎn)加工。
[0004] 水劑正極采用水作為溶劑，價(jià)格低廉，環(huán)境友好，不需回收設(shè)備，且揮發(fā)溫度低，涂 布能耗小，無(wú)需額外控制濕度。水性正極被越來(lái)越多的研究者所關(guān)注。聚丙締酸類、聚丙締 膳類粘結(jié)劑具有較高的粘結(jié)力，好的離子導(dǎo)電能力可作為裡離子電池正極材料的粘結(jié)劑。 然而此類粘結(jié)劑具有玻璃化轉(zhuǎn)變溫度較高，室溫下的極片在卷繞時(shí)很容易發(fā)生脆斷的缺 點(diǎn)。有鑒于此，有必要提供一種兼顧水性正極加工與電學(xué)性能的裡離子電池。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 根據(jù)本申請(qǐng)的一個(gè)方面，提供一種正極電極膜，該正極電極膜通過(guò)將粘結(jié)劑與改 性劑配合使用，有效提高了粘結(jié)劑的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度、活性物質(zhì)顆粒之間W及活性物質(zhì)顆 粒與集流體之間的粘結(jié)力、電極膜片的柔初性和工序加工性能。通過(guò)調(diào)節(jié)粘結(jié)劑在正極活 性物質(zhì)顆粒表面的包覆狀態(tài)，提高了正極電極膜的裡離子傳輸效率和電學(xué)性能。應(yīng)用了該 正極電極膜的裡離子電池，能夠在高倍率快速充電的情況下，保持良好的安全性和循環(huán)性 能。
[0006] 所述正極電極膜，其特征在于，含有正極活性物質(zhì)、粘結(jié)劑和改性劑；
[0007] 所述改性劑選自含有脂基和/或哲基的化合物中的至少一種；
[000引所述粘結(jié)劑中含有聚合物，所述聚合物的化學(xué)式中包括式I所示的結(jié)構(gòu)單元中的 至少一種：
[0009]

【權(quán)利要求】
1. 一種正極電極膜，其特征在于，含有正極活性物質(zhì)、粘結(jié)劑和改性劑； 所述改性劑選自含有脂基和/或羥基的化合物中的至少一種； 所述粘結(jié)劑中含有聚合物，所述聚合物的化學(xué)式中包括式I所示的結(jié)構(gòu)單元中的至少 一種：
其中，R1是氫或R:選自碳原子數(shù)為1?20的烴基；R2是氫或R2選自碳原子數(shù)為1? 20的烴基；R3是氫或R3選自碳原子數(shù)為1?20的烴基；R4選自碳原子數(shù)為1?20的基團(tuán)， 所述基團(tuán)含有選自腈基、羧酸基、酯基、酰胺基、芳基中至少一種取代基。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的正極電極膜，其特征在于，所述改性劑選自具有式II所示化 學(xué)式的化合物、具有式III所示化學(xué)式的化合物中的至少一種：
其中，R5是氫或R5選自碳原子數(shù)為1?20的烴基；R6是氫或R6選自碳原子數(shù)為1? 20的烴基；
其中，η為2?10之間的任意正整數(shù)；R7是氫或R7選自碳原子數(shù)為1?20的烷基；R8 是氫或馬選自碳原子數(shù)為1?20的烷基；R9是氫或R9選自碳原子數(shù)為1?20的烷基。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的正極電極膜，其特征在于，所述改性劑選自碳酸乙烯酯、碳酸 丙烯酯、丙三醇、乙二醇、聚乙二醇中的至少一種。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的正極電極膜，其特征在于，所述粘結(jié)劑中，每摩爾聚合物中含 有式I所示的結(jié)構(gòu)單元的數(shù)量為100?10000。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的正極電極膜，其特征在于，所述粘結(jié)劑中含有聚合物，所述聚 合物由丙烯酸類單體、丙烯腈類單體中的至少一種聚合得到。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的正極電極膜，其特征在于，所述丙烯酸類單體選自具有式IV 所示化學(xué)式的化合物中的至少一種：
式IV中，Rltl是氫或R1(|選自碳原子數(shù)為1?20的烷基； 所述丙烯腈類單體選自具有式V所示化學(xué)式的化合物中的至少一種：
式V中，R11是氫或Rn選自碳原子數(shù)為1?20的烷基；R12是氫或R12選自碳原子數(shù)為 1?20的烷基；R13是氫或R13選自碳原子數(shù)為1?20的烷基。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的正極電極膜，其特征在于，所述正極活性物質(zhì)選自鈷酸鋰、磷 酸鐵鋰、磷酸錳鐵鋰、錳酸鋰、鎳鈷錳酸鋰中的至少一種。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的正極電極膜，其特征在于，所述改性劑在正極電極膜的質(zhì)量 百分含量為〇. 005%?8%;所述粘結(jié)劑在正極電極膜的質(zhì)量百分含量為0. 5%?2%;所述 正極活性物質(zhì)在正極電極膜的質(zhì)量百分含量不低于90%。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的正極電極膜，其特征在于，還含有導(dǎo)電劑，所述導(dǎo)電劑在正極 電極膜的質(zhì)量百分含量為〇?4%。
10. -種鋰離子電池，其特征在于，含有權(quán)利要求1-9任一項(xiàng)所述的正極電極膜中的至 少一種。
【文檔編號(hào)】H01M10/0525GK104466187SQ201410756979
【公開(kāi)日】2015年3月25日 申請(qǐng)日期:2014年12月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月10日
【發(fā)明者】吳志亮, 李吉蓉, 劉志豪, 郭超 申請(qǐng)人:東莞新能源科技有限公司