[发明专利]锂离子电池集流体预涂层及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于电池材料领域，特别涉及锂离子电池集流体预涂层及其制备方法。

背景技术

随着技术的进步，锂离子电池的应用领域不再局限于手机、MP3、相机等数码产品和小型电动工具，已经扩展到电动汽车及大型储能应用。电动汽车用动力电池的寿命要求是3年10万公里行驶里程，储能电池更是要求长达10余年的使用寿命。据李成涛等人的《电动汽车用锂离子动力电池的寿命试验》报道，他们测试的动力电池行驶里程分别约为17400km和31200km，远未达到10万公里的要求。影响锂离子电池寿命的因素很多，正负极材料与集流体粘合稳定性就是其中之一。现在，正负极材料大多是直接涂覆到集流体上，这种涂覆方式制作的极片的剥离强度较低，导致电池多次循环后往往有正负极材料从集流体脱落的现象产生，这会大大缩短电池的使用寿命。

发明内容

本发明的目的在于提供一种锂离子电池集流体的预涂层，该预涂层能够显著提高极片的剥离强度。

解决上述技术问题的技术方案如下：

一种锂离子电池集流体的预涂层，由如下重量百分含量的原料制备而成：

且上述原料的总和为100％。

优选地，所述预涂层由如下重量百分含量的原料制备而成：

优选地，所述有机溶剂为丙醇、乙二醇、乙醇和、丙酮、N-甲基吡咯烷酮中的一种或几种混合溶剂。

优选地，所述原料混合而成的浆料粘度为500-2000cp，平均粒径为1-10μm。

优选地，所述预涂层的厚度为1-3μm，剥离强度大于0.25kN/m。

本发明的另一目的是提供上述预涂层的制备方法。

具体的技术方案如下：

上述锂离子电池集流体预涂层的制备方法，包括如下步骤：

(1)将炭黑分散到有机溶剂中，得分散液；

(2)将羧甲基纤维素钠分散到水中，待充分溶解后，加入步骤(1)得到的分散液，分散至平均粒径小于15μm；

(3)最后加入聚丙烯，分散2-6h至平均粒径为1-10μm，分散完成，得预涂层浆料；

(4)使用挤压式涂布机或凹版印刷机将上述预涂层浆料涂布在锂离子电池集流体上，即得所述预涂层。

优选地，所述分散过程使用行星式搅拌机。

优选地，所述预涂层的厚度为1-3μm，剥离强度大于0.25kN/m。

本发明的优点是：本发明的锂离子电池集流体预涂层能够增大集流体的比表面积，显著提高极片的剥离强度，阻止电极浆液对集流体的腐蚀，防止电池使用过程中正负极材料从集流体脱落，从而有益于延长电池的使用寿命；同时，电池的欧姆内阻大幅减小，多次循环后接触内阻增大的现象也得到明显改善，大幅度地提高电池的倍率性能。

附图说明

图1为实施例1步骤(3)所得的浆料粒径分布图；

图2为实施例2步骤(3)所得的浆料粒径分布图；

图3为有预涂层极片与无预涂层极片剥离强度对比。

具体实施方式

本实施例所用的聚丙烯(PP)由Fuji Chemi Trading Co.，Ltd提供。

粒径分析使用激光粒度分析仪。

以下通过实施例对发明做进一步的阐述。

实施例1

一种锂离子电池集流体的预涂层，由如下重量百分含量的原料制备而成：

上述锂离子电池集流体预涂层的制备方法，包括如下步骤：

(1)将炭黑分散到异丙醇中，得分散液；

(2)将羧甲基纤维素钠分散到水中，待充分溶解后，加入步骤(1)中得到的分散液，分散至平均粒径小于15μm；

(3)最后加入水性丙烯酸酯胶黏剂，分散2-6h至平均粒径为1-10μm(如图1所示，浆料平均粒径6.7μm)，分散完成，得预涂层浆料；

(4)使用挤压式涂布机或凹版印刷机将上述预涂层浆料涂布在锂离子电池集流体上，即得所述预涂层。

所述分散过程使用行星式搅拌机。

实施例2

一种锂离子电池集流体的预涂层，由如下重量百分含量的原料制备而成：

上述锂离子电池集流体预涂层的制备方法，包括如下步骤：

(1)将炭黑分散到N-甲基吡咯烷酮中，得分散液；

(2)将羧甲基纤维素钠分散到水中，待充分溶解后，加入步骤(1)中得到的分散液，分散至平均粒径小于15μm；