一種鋁箔預塗納米導電碳底塗液的配置及其塗敷的方法:專利背景,發明內容,專利目的,技

一種鋁箔預塗納米導電碳底塗液的配置及其塗敷的方法

《一種鋁箔預塗納米導電碳底塗液的配置及其塗敷的方法》是江蘇樂能電池股份有限公司於2011年06月08日申請的發明專利，該專利的公布號為：CN102295898A，專利公布日：2011年12月28日，該專利申請號為2011101510169，發明人是丁建民。

《一種鋁箔預塗納米導電碳底塗液的配置及其塗敷的方法》以質量百分比計，包括以下步驟：1）配置底塗液；2）超音波分散；《一種鋁箔預塗納米導電碳底塗液的配置及其塗敷的方法》，其製備的電池內阻小、粘附力強、導電性好、壓實密度大，尤其對電池的大倍率放電具有明顯的效果。並根據電池設計的要求，依據底塗液的粘度塗敷出不同厚度的導電集流體，提高了電池的不同性能。

2020年7月14日，《一種鋁箔預塗納米導電碳底塗液的配置及其塗敷的方法》獲得第二十一屆中國專利優秀獎。

（概述圖為《一種鋁箔預塗納米導電碳底塗液的配置及其塗敷的方法》摘要附圖）

基本介紹

中文名：一種鋁箔預塗納米導電碳底塗液的配置及其塗敷的方法
公布號：CN102295898A
地址：江蘇省鎮江市丹陽市皇塘鎮皇塘村青墩陳乾塘37號
公布日：2011年12月28日
發明人：丁建民
申請號：2011101510169
Int. Cl.：C09J9/02(2006.01)I; C09J11/04(2006.01)I；C09J133/02(2006.01)I; C09J133/20(2006.01)I;
申請日：2011年06月08日
專利代理機構：南京知識律師事務所
申請人：丁建民
代理人：汪旭東
類別：發明專利

專利背景,發明內容,專利目的,技術方案,改善效果,附圖說明,技術領域,權利要求,實施方式,榮譽表彰,

專利背景

磷酸鐵鋰是一種新型儲能電池，並以其安全性能高、循環壽命長、環境友好等優點成為一種新型動力電池。但是由於磷酸鐵鋰的導電性較差，需要在磷酸鐵鋰中摻雜一些導電劑來改善其材料的導電性能，並提高其活性材料間離子的導電性能，而對活性材料與集流體鋁箔的導電性能並未改善。由於磷酸鐵鋰一次粒子顆粒直徑一般在10納米～2000納米之間，其與鋁箔表面的接觸是點接觸，磷酸鐵鋰活性材料與集流體鋁箔粘結差，造成電池的內阻及其極化增加，並影響到電池的倍率性能、循環性能。凹版轉移塗敷與噴塗技術是近幾年發展起來新型技術，在集流體上塗敷一薄層導電塗敷層，既能增加塗敷層與鋁箔的粘附力，又能增加塗敷層與磷酸鐵鋰活性物質的粘附力。而導電膠的選擇非常重要，既要具有與鋁箔好的粘附力，又要具有與磷酸鐵鋰正極漿料好的粘附力，同時具有好的導電性。由於導電膠主要由粘結劑與導電劑組成，因此在選擇粘結劑和導電劑時既要考慮到粘結劑的粘結性能，又要考慮到導電劑的顆粒直徑，做到導電劑剛好夾在磷酸鐵鋰顆粒、鋁箔、磷酸鐵鋰顆粒之間的空隙裡面，降低磷酸鐵鋰與鋁箔間的內阻。

發明內容

專利目的

針對以上不足，《一種鋁箔預塗納米導電碳底塗液的配置及其塗敷的方法》的目的在於提供一種提高磷酸鐵鋰電池倍率、循環性能、降低電池內阻的底塗層中底塗液的配置及其塗敷方法，可以大幅度提高磷酸鐵鋰活性物質與集流體之間的粘附力。

技術方案

《一種鋁箔預塗納米導電碳底塗液的配置及其塗敷的方法》的技術方案是通過以下方式實現的：一種鋁箔預塗納米導電碳底塗液的配置，以質量百分比計，包括以下步驟：1）配置底塗液；2）超音波分散；

1）、配置底塗液：

（1）水性底塗液的配置；水性溶劑1份、粘結劑A0.05～0.6份、粉體納米導電碳複合導電劑0.05~0.6份。

所述的粘結劑A是丙烯酸與丙烯氰形成交聯聚合物，其分子量為2000～30000之間。

所述的水性溶劑為二次蒸餾水或濃度為10%~95%的酒精或IPA。

所述的粉體納米導電碳複合導電劑與粘結劑A以0.1～0.6:1的比例混合而成。

所述的納米導電碳複合導電劑是由納米導電碳與SpperP以10:1～5的比例複合而成，所用納米導電碳的粒徑為10納米—1000納米。

（2）油性底塗液的配置；油性溶劑1份、粘結劑B0.03～0.6份、粉體納米導電碳複合導電劑0.03~0.6份。

所述的粘結劑B為聚偏氟乙烯（PVDF），其分子量為100-110萬之間所述的油性溶劑為納米P，溶劑純度大於98%。

所述的粉體納米導電碳複合導電劑與粘結劑B以1：0.1～0.8的比例混合而成。

所述的納米導電碳複合導電劑是由納米導電碳與SpperP以10:1～5的比例複合而成，納米導電碳的直徑為10納米—1000納米。

2）、超音波分散：

（1）水性底塗液超音波分散；將粘結劑A和水性溶劑進行混合機械攪拌1～2小時，直至粘結劑A完全與水性溶劑溶解形成粘結劑體系A；之後在超音波分散條件下分三次每隔30分鐘在上述體系中加入粉體納米導電碳複合導電劑，並機械攪拌1～2小時直至形成穩定的水性底塗液。

（2）油性底塗液超音波分散；將油性溶劑和粘結劑B進行混合機械攪拌5～6小時，直至粘結劑B完全與油性溶劑溶解形成粘結劑體系B；之後在超音波分散條件下分三次每隔30分鐘在上述體系中加入粉體納米導電碳複合導電劑，並機械攪拌5～6小時直至形成穩定的油性底塗液。

用上述二種配置的方法最後得到粘度為200～20000cps的底塗液。

一種鋁箔預塗納米導電碳底塗液的塗敷方法，其特徵在於：是將上述經配置好的水性或油性底塗液經過1u過濾篩過篩後，用凹版轉移塗敷或用噴塗技術塗敷在鋁箔表面，其厚度為（0.1～10）微米，乾燥後在其表面上再塗敷上磷酸鐵鋰正極材料，並以人造石墨作為負極材料，採用LiPF6/EC+DEC、體積比1∶1為電解液，Celgard2400膜為隔膜，製備出5AH軟包電池。

改善效果

《一種鋁箔預塗納米導電碳底塗液的配置及其塗敷的方法》，其製備的電池內阻小、粘附力強、導電性好、壓實密度大，尤其對電池的大倍率放電具有明顯的效果。並根據電池設計的要求，依據底塗液的粘度塗敷出不同厚度的導電集流體，提高了電池的不同性能。

附圖說明

圖1是《一種鋁箔預塗納米導電碳底塗液的配置及其塗敷的方法》的電池A內阻曲線圖。

圖2是電池A的電壓-放電容量倍率曲線圖。

技術領域

《一種鋁箔預塗納米導電碳底塗液的配置及其塗敷的方法》涉及鋰離子電池底塗層技術領域，具體涉及一種磷酸鐵鋰正極材料的底塗層中底塗液的配置與塗敷的方法。

權利要求

1.一種鋁箔預塗納米導電碳底塗液的配置方法，以質量計，包括以下步驟：1）配置底塗液；2）超音波分散；其特徵在於：1）、配置底塗液：（1）水性底塗液的配置；水性溶劑1份、粘結劑A0.05～0.6份、粉體納米導電碳複合導電劑0.05～0.6份；（2）油性底塗液的配置；油性溶劑1份、粘結劑B0.03～0.6份、粉體納米導電碳複合導電劑0.03～0.6份；2）、超音波分散：（1）水性底塗液超音波分散；將粘結劑A和水性溶劑進行混合機械攪拌1～2小時，直至粘結劑A完全與水性溶劑溶解形成粘結劑體系A；之後在超音波分散條件下分三次每隔30分鐘在上述體系中加入粉體納米導電碳複合導電劑，並機械攪拌1～2小時直至形成穩定的水性底塗液；（2）油性底塗液超音波分散；將油性溶劑和粘結劑B進行混合機械攪拌5～6小時，直至粘結劑B完全與油性溶劑溶解形成粘結劑體系B；之後在超音波分散條件下分三次每隔30分鐘在上述體系中加入粉體納米導電碳複合導電劑，並機械攪拌5～6小時直至形成穩定的油性底塗液；上述的納米導電碳複合導電劑是由納米導電碳與Super P以10∶0.5～6的比例複合而成，所用納米導電碳的粒徑為10納米-1000納米。

實施方式

實施例1

鋁箔預塗納米導電碳水性底塗液的配置，以質量百分比計。

稱取1000克二次蒸餾水水性溶劑和200克水性粘結劑A進行機械攪拌2小時，得到均一、穩定的粘結劑體系；在超音波分散條件下分三次每隔30分鐘加入25克（總質量為75克）粉體納米導電碳複合導電劑，再用超音波超聲分散2小時，最後得到粘度為8000cps的水性底塗液。這裡的納米導電碳複合導電劑是20克納米導電碳和5克Supper P複合導電劑混合而成。選用納米導電碳與Spper P複合不但可以增加底塗液的導電性，同時可以提高塗敷面的平整度。

實施例2

鋁箔預塗納米導電碳水性底塗液的配置，以質量百分比計。

稱取1000克酒精水性溶劑和200克水性粘結劑A進行機械攪拌1小時，得到均一、穩定的粘結劑體系；在超音波分散條件下分三次每隔30分鐘加入18克（總質量為54克）粉體納米導電碳複合導電劑，再用超音波超聲分散2小時，最後得到粘度為2000cps的水性底塗液。這裡的納米導電碳複合導電劑是15克納米導電碳和3克Supper P複合導電劑混合而成。

水性溶劑為二次蒸餾水或濃度為10%~80%的酒精/IPA，由於二次蒸餾水或酒精、IPA中含有羥基基團可以更好地與粘結劑中的羥基基團相容。

所述的水性粘結劑A是濃度為15%的丙烯酸與丙烯氰形成交聯聚合物、分子量為2000～30000之間的粘結劑。選用丙烯酸與丙烯氰形成交聯聚合物作為粘結劑及其分子量可以使粘結劑與鋁箔、粘結劑與磷酸鐵鋰活性物質之間有更好的粘附力。