[发明专利]一种高安全极片浆料添加剂及其制备方法

说明书

本发明涉及电池极片制造技术领域，特别涉及一种高安全极片浆料添加剂及其制备方法；所述制备方法的步骤包括：1)将有机溶剂与聚乙烯混合，加热至所述聚乙烯完全溶解以得到溶液，向所述溶液中加入乳化剂，得到乳浊液；2)向所述乳浊液滴加无水乙醇，至不再出现絮状沉淀，取所述絮状沉淀经喷雾干燥得到粉末，再对所述粉末经超细粉磨即得到电池极片浆料添加剂。在电池极片浆料中添加本发明中所述的添加剂，可以有效的防止电池内短路情况的发生，使得电池极片形成保护层，阻断锂离子移动通道，避免电池温度持续上升继而发生热失控的现象的发生，从而在设计源头最大化解决三元电池的安全隐患问题。

技术领域

本发明涉及电池极片制造技术领域，特别涉及一种高安全极片浆料添加剂及其制备方法。

背景技术

相比于铅酸电池，锂电池因其具有高能量密度、高工作电压、使用寿命长、无记忆效应、续航里程长等优点，近年来成为人们关注的焦点。在动力电池领域，三元材料、磷酸铁锂等锂离子活性材料正强势崛起，特别是三元材料可以同时有效克服钴酸锂材料成本过高、锰酸锂材料稳定性不高、磷酸铁锂容量低等问题，具有价格优势。极片可以用PVDF(聚偏四氟乙烯)或水溶性粘接剂作为粘接剂，加入导电剂和活性材料后，制成浆料，涂布在金属箔上制成。极片传统的操作工艺是：先制作电极的浆料，再进行烘干、配料、制浆、涂布，再经过烘干、压实、裁片等一系列加工制成极片。

尽管锂电池有如此多的优势，但安全性是其发展的最大短板，其高温稳定性差，导致锂电池还不能大规模进入动力电池领域，目前锂电池活性材料的安全性是一个行业难题。如何有效解决锂电池的安全隐患，避免电池在内短路时发生热失控现象，已成为国内外各个企业亟需解决的问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，针对现有技术的不足，本发明提供一种高安全型锂电池极片浆料添加剂的制造方法，在设计源头最大化解决锂电池的安全隐患问题。

本发明提供一种高安全电池极片浆料添加剂(聚乙烯微粉)的制备方法，其方法如下：

1)将有机溶剂与聚乙烯混合，加热至所述聚乙烯完全溶解以得到溶液，向所述溶液中加入乳化剂，得到乳浊液；

2)向所述乳浊液滴加无水乙醇，至不再出现絮状沉淀，取所述絮状沉淀经喷雾干燥得到粉末，再对所述粉末经超细粉磨即得到电池极片浆料添加剂。

本发明所述的制备方法，步骤1)中，所述聚乙烯为粒径小于3mm的聚乙烯颗粒，所述聚乙烯选自线性低密度、高压低密度聚乙烯、高密度聚乙烯中的一种或几种。优选为线性低密度和/或高压低密度聚乙烯。

本发明所述的制备方法中，所述有机溶剂选自二甲苯，或甲苯、乙酸戊酯、三氯乙烯等溶剂中的一种或几种；优选二甲苯。选择上述溶剂，能够使得聚乙烯全部溶解，而相较于甲苯、三氯乙烯，二甲苯沸点较高，能够满足加热条件而不沸腾，并且，在二甲苯溶液中，絮状聚乙烯析出较为稳定，不易出现团块聚乙烯。

所述加热温度控制在70℃以上，以使所述聚乙烯全部溶解为准。优选地，溶解聚乙烯时加热溶液并保持温度在100-140℃；优选为110-120℃。在上述温度的控制下，能够进一步增大聚乙烯在二甲苯溶剂中的溶解度，以保证更高的产率，还能使得聚乙烯絮状物更加分散以减轻絮状物团聚的状况，便于下一步的粉碎。

优选地，所述二甲苯与聚乙烯质量比为80:1-120:1；进一步地，所述二甲苯溶剂与聚乙烯质量比为90:1-100:1。在上述比例的控制下，能够达到产量与析出的絮状物不易团聚的最佳平衡。

所述乳化剂为OP系列乳化剂，优选OP-10。

本发明所述的制备方法，步骤2)中，所述无水乙醇优选加热至25-60℃后再滴加至所述乳浊液中。对无水乙醇加热后能够减缓聚乙烯絮状物团聚的状况。以将所述无水乙醇加热至30-40℃为最优。

所述喷雾干燥施加的压力为100-200个大气压；优选120-140个大气压。