[发明专利]含活性羰基聚合物的多功能集成复合电极浆料及制备方法

说明书

本发明提供了一种含活性羰基聚合物的多功能集成复合电极浆料及制备方法，以含活性羰基聚合物不仅能够部分或全部取代传统的粘结剂和稳定剂，减少传统电极浆料中非活性组分的用量，提高电极的锂离子扩散能力，同时，其活性羰基亦可贡献容量，进而有效提高电极的功率密度和能量密度。本发明所提供的含活性羰基聚合物的电极浆料，其特征在于：在固相组分中，电极活性材料的质量分数为90％～95％，导电添加剂的质量分数为0.5％～5％，活性羰基聚合物的质量分数为0.5％～12％，粘结剂的质量分数为0％～10％，稳定剂质量分数为0％～2％。

技术领域

本发明属于电池领域，具体涉及一种含活性羰基聚合物的多功能集成复合电极浆料及制备方法。

技术背景

当今社会能源短缺和环境污染问题严重，可持续发展是全人类共同的愿望与奋斗目标，由此引发了新能源技术的迅速发展，而锂离子电池是发展新型绿色能源的重要组成部分。锂离子电池因具有使用寿命长、安全性高、绿色环保等优点，已经被广泛应用于移动电子设备、电动汽车、航天航空领域和大规模储能领域。

传统的锂离子电池电极浆料主要包含活性材料、导电添加剂、粘结剂、稳定剂和溶剂，活性材料提供能量密度，导电添加剂提高电极导电性，并添加稳定剂提高导电浆料稳定性，粘结剂提高结构稳定性。目前商业化的正极材料活性材料主要有磷酸铁锂、镍酸锂、锰酸锂、钴酸锂、镍钴铝三元、镍钴锰三元等，负极材料主要有人造石墨、天然石墨、钛酸锂等。但是这些常用的电极材料导电性较差，且锂离子扩散速度慢，在电极制备过程中，需要加入大量的导电剂，因此导致需要加入一定量的粘结剂和稳定剂来保证活性材料与导电剂之间的稳定均匀地接触。目前锂离子电池电极浆料制备过程中所采用的粘结剂通常为非电活性的聚偏氟乙烯、聚乙烯醇、聚四氟乙烯、聚乙二醇、羧甲基纤维素及改性SBR橡胶等，导电浆料稳定剂通常为非活性的十二烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠、聚乙烯醇、木质素磺酸钠、十六烷基三甲基溴化铵、聚乙烯吡咯烷酮，这些电化学非活性的组分虽然能够起到稳定电极结构的作用，但是它们的加入也会导致电池能量密度的降低，同时也会阻碍电化学反应过程中电子和离子的扩散，降低电池的功率密度。

发明内容

本发明是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供一种含活性羰基聚合物的多功能集成复合电极浆料及其制备方法，能够减少传统电极浆料中稳定剂和粘结剂等非活性组分的用量，提高电极的锂离子扩散能力，更能贡献电容量，进而有效提高电极的功率密度和能量密度。

本发明为了实现上述目的，采用了以下方案：

<电极浆料>

本发明提供一种含活性羰基聚合物的多功能集成复合电极浆料，其特征在于：在固相组分中，电极活性材料的质量分数为90％～95％，导电添加剂的质量分数为0.5％～5％，活性羰基聚合物的质量分数为0.5％～12％，粘结剂的质量分数为0％～10％，稳定剂质量分数为0％～2％。

优选地，本发明提供的含活性羰基聚合物的多功能集成复合电极浆料，还可以具有以下特征：活性羰基聚合物含有酰亚胺基团、丙烯酸酯基团、酰胺基团中的一种或多种。

优选地，本发明提供的含活性羰基聚合物的多功能集成复合电极浆料，还可以具有以下特征：活性羰基聚合物为聚酰亚胺类、聚丙烯酸酯类、聚酰胺类(尼龙)中的一种或多种。