CN101662026A - 粘结剂组合物和正负极材料组合物和正极与负极及电池 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种粘结剂组合物，其中，该组合物含有第一粘结剂和第二粘结剂，其中，所述第一粘结剂的固化温度为大于150℃至500℃，所述第二粘结剂的固化温度为50－150℃。本发明还提供了一种正极材料组合物、一种正极、一种负极材料组合物，负极和一种锂离子二次电池，该锂离子二次电池包括电池壳、极芯和电解液，所述极芯和电解液密封容纳在电池壳内，所述极芯包括正极、负极和位于正极与负极之间的隔膜，其中，所述正极为本发明提供的正极和/或所述负极为本发明提供的负极。含有本发明提供的粘结剂组合物的电池具有较高的容量和循环性能。
Description
技术领域
本发明涉及一种粘结剂组合物、包括该粘结剂组合物的正极材料组合物、包括该粘结剂组合物的负极材料组合物、包括正极材料组合物的正极、包括负极材料组合物的负极以及包括所述正极和/或负极的电池。
背景技术
近年来，电子技术的高速发展使电子设备小型化且质量减轻，从而出现了越来越多的便携式电子设备。锂离子二次电池以其放电电压高、能量密度高和循环使用寿命长的优点成为这些便携式电子设备的首选能源。
锂离子二次电池的性能受许多因素的影响，如正极活性材料的性质、负极活性材料的性质、导电剂、电解液、隔膜和粘结剂。例如，作为正极活性材料的磷酸铁锂具有很好的热稳定性与安全性能；磷酸铁锂资源丰富、价格便宜、对环境无污染，是一种非常有潜力的锂离子电池正极材料。但是，磷酸铁锂比表面积大，制作锂离子电池正极时需要较多的粘结剂，而且磷酸铁锂材料密度低，负载磷酸铁锂材料的正极片脆性大，加工时能承受的压力较低，因此，磷酸铁锂颗粒之间接触不够紧密，磷酸铁锂材料的最大压实密度为2.2g/cm3左右，因此用这类正极活性物质制成的电池的电容量较低，循环性能也不够理想。
随着锂离子二次电池的不断发展，很多新材料不断地被应用到锂离子二次电池中，特别是负极活性物质。在对负极活性物质的研究中，对Si和Sn的研究最活跃。Si和Sn等作为锂离子电池负极材料可以和锂形成合金，具有极高的比容量。Sn的理论容量为900mAh/g，而Si的理论容量则高达4200mAh/g。但是硅、锡在脱/嵌锂前后会产生巨大的体积变化，硅完全嵌锂后体积膨胀约4倍。充放电过程中如此剧烈的体积变化引发了一系列问题，比如循环过程中活性物质颗粒的破碎、粉化从而导致丧失脱嵌锂能力。因此，以Si和Sn作为负极活性物质时，具有较高的初始容量，但循环性能较差。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术提供的锂离子二次电池的容量低和/或循环性能差的缺陷，提供一种能改善电池容量和/或循环性能的粘结剂组合物。
本发明提供了一种粘结剂组合物，其中，该组合物含有第一粘结剂和第二粘结剂，其中，该组合物含有第一粘结剂和第二粘结剂，其中，所述第一粘结剂的固化温度为大于150℃至500℃，所述第二粘结剂的固化温度为50-150℃。
本发明还提供了一种正极材料组合物，该组合物包括正极活性物质、导电剂和粘结剂，其中，所述粘结剂为本发明提供的粘结剂组合物。
本发明还提供了一种正极，该正极包括集流体和负载在集流体上的正极材料，其中，所述正极材料为本发明提供的正极材料组合物。
本发明还提供了一种负极材料组合物，该组合物包括负极活性物质和粘结剂，其中，所述粘结剂为本发明提供的粘结剂组合物。
本发明还提供了一种锂离子二次电池的负极，该负极包括集流体和负载在集流体上的正极材料，其中，所述负极材料为本发明提供的负极材料组合物。
本发明还提供了一种锂离子二次电池，该锂离子二次电池包括电池壳、极芯和电解液，所述极芯和电解液密封容纳在电池壳内，所述极芯包括正极、负极和位于正极与负极之间的隔膜，其中，所述正极为本发明提供的正极和/或所述负极为本发明提供的负极。
本发明的发明人发现当正极和/或负极中的粘结剂为含有固化温度为大于150℃至500℃以上的粘结剂和固化温度为50-150℃的粘结剂的组合物时，能提高正极和/或负极涂层的密度，并且，由这种正极和/或负极组装的电池具有改善的容量和/或循环性能。例如，实施例1的正极涂层的密度为2.8克/厘米3，0.2C放电容量为920毫安时，循环次数为700次；对比例1的制备正极涂层的的密度为2.28克/厘米3，0.2C放电容量为700毫安时，循环次数为630次。当使用硅粉或合金硅作为负极活性物质时，能极大地改善循环性能，如实施例4制备的电池B 1循环200次后电容量降到初始容量的80％；而对比例制备的电池BB1仅循环30次电容量就降到初始容量的80％。
具体实施方式
本发明提供了一种粘结剂组合物，其中，该组合物含有第一粘结剂和第二粘结剂，其中，该组合物含有第一粘结剂和第二粘结剂，其中，所述第一粘结剂的固化温度为大于150℃至500℃，所述第二粘结剂的固化温度为50-150℃。所述固化温度是指一种粘结剂凝固成固体所需要到达的温度。
在本发明提供的粘结剂组合物中，只要存在少量的所述第一粘结剂就可以实现本发明的目的；在一种优选的实施方式中，所述第一粘结剂和第二粘结剂的重量比为1∶9至9∶1；为了进一步改善锂离子二次电池的容量和循环性能，在另一种优选的实施方式中，所述第一粘结剂和第二粘结剂的重量比为3∶7至7∶3。
所述第一粘结剂可以为固化温度为大于150℃至500℃的任何粘结剂，优选为聚酰亚胺(PI)、环氧树脂、硅氧烷聚合物、酚醛树脂中的一种或多种；所述第二粘结剂可以是固化温度为50-150℃的任何粘结剂，优选为羧甲基纤维素钠、丁苯橡胶、聚四氟乙烯、聚乙烯醇、聚氨酯、聚偏二氟乙烯、偏二氟乙烯-四氟乙烯共聚物、偏二氟乙烯-六氟丙烯共聚物、六氟丙烯-四氟乙烯共聚物、偏二氟乙烯-四氟乙烯-六氟丙烯共聚物中的一种或几种。
本发明提供的粘结剂组合物的制备可以通过混合的方法制备，例如将第一粘结剂和第二粘结剂按照一定的重量比置于混合器中混合即可。
本发明还提供了一种正极材料组合物，该组合物包括正极活性物质、导电剂和粘结剂，其中，所述粘结剂为本发明提供的粘结剂组合物。
所述活性物质和导电剂的含量可以为常规含量；优选情况下，例如，以正极活性物质、导电剂和粘结剂的总重量为基准，所述粘结剂的含量可以为0.3-15重量％，优选为1-13重量％；所述正极活性物质的含量可以为83-98重量％，优选为85-95重量％；所述导电剂的含量可以为1-10重量％，优选为3-10重量％。
所述正极活性物质可以采用各种常规的正极活性物质，如磷酸铁锂、Li3V2(PO4)3、LiMn2O4、LiMnO2、LiNiO2、LiCoO2、LiVPO4F和LiFeO2中的一种或几种。为了显著改善所述正极活性物质性能，所述正极活性物质性能优选为磷酸铁锂、LiCoO2、LiVPO4F中的一种或几种。
所述导电剂可以采用本领域所公知的任何导电剂，例如可以采用石墨、碳纤维、碳黑、金属粉末和纤维中的一种或几种。这些化合物都可以通过商购获得。
本发明还提供了一种正极，该正极包括集流体和负载在集流体上的正极材料，其中，所述正极材料为本发明提供的正极材料组合物。
所述集流体可采用现有技术中用于锂离子二次电池正极的各种集流体，如铝箔、铜箔或各种冲孔钢带。
正极的制备方法可以按照以下方法进行，用溶剂将正极活性物质、粘结剂和导电剂制备成正极材料浆液，溶剂的加入量可根据所要制备的正极浆液的拉浆涂布的粘度和可操作性的要求进行灵活调整，具体为本领域技术人员所公知的。然后将所制得的正极材料浆液拉浆涂覆在正极集流体上干燥，然后在温度为大于150℃至500℃下保持0.5-5小时，使所述第一种粘结剂固化。接着进行压片和裁片得到正极。所述干燥的温度可以为80-150℃，干燥时间可以为2-10小时。
所述正极浆液所用的溶剂可以是现有技术中的各种溶剂，如可以选自N-甲基吡咯烷酮(NMP)、二甲基甲酰胺(DMF)、二乙基甲酰胺(DEF)、二甲基亚砜(DMSO)、四氢呋喃(THF)以及水和醇类中的一种或几种。溶剂的用量使所述浆料能够涂覆到所述导电基体上即可。一般来说，溶剂的用量使浆液中正极活性物质的含量为40-150重量％，优选为50-85重量％。
本发明还提供了一种负极材料组合物，该组合物包括负极活性物质和粘结剂，其中，所述粘结剂为本发明提供的粘结剂组合物。
所述负极活性物质的含量可以为本领域的常规含量，在一种优选的实施方式中，以所述负极活性物质和粘结剂的总重量为基准，所述粘结剂的含量可以为0.3-20重量％，优选为1-15重量％；所述负极活性物质的含量为80-99.7重量％，优选为85-99重量％。
所述负极活性物质可以采用可以商购的所有负极活性物质，优选为硅材料、锡和碳质材料中的一种或几种；其中，所述的硅材料为纯硅粉、合金硅；所述碳质材料包括活性碳、硬碳、和软碳。当负极活性物质为硅粉和/或锡时，采用本发明的粘结剂组合物能极大地改善电池的循环性能，因此负极活性物质尤其优选为硅粉和/或锡。
在一种优选的实施方式中，本发明的负极材料组合物还包括导电剂，所述导电剂可以为常规的导电剂。导电剂的含量可以为常规含量，优选为，以负极活性物质、导电剂和粘结剂的总重量为基准，所述粘结剂的含量为1-15重量％；所述负极活性物质的含量为85-95重量％；所述导电剂的含量为3-10重量％。
本发明还提供了一种锂离子二次电池的负极，该负极包括集流体和负载在集流体上的正极材料，其中，所述负极材料为本发明提供的负极材料组合物。
所述集流体可以为锂离子电池中常用的负极集流体，如冲压金属、金属箔、网状金属和泡沫状金属。
所述负极的制备方法与正极的制备方法类似，在此不再详述。
本发明还提供了一种锂离子二次电池，该锂离子二次电池包括电池壳、极芯和电解液，所述极芯和电解液密封容纳在电池壳内，所述极芯包括正极、负极和位于正极与负极之间的隔膜，其中，所述正极为本发明提供的正极和/或所述负极为本发明提供的负极。
当本发明提供的电池的正极为本发明提供的正极时，其负极可以为常规的负极。所述常规的负极是指负载在集流片上的粘结剂为常规的粘结剂，如聚偏二氟乙烯(PVDF)、聚四氟乙烯(PTFE)、羧甲基纤维素钠(CMC)和丁苯橡胶(SBR)中的一种或几种；其负极还可以为本发明提供的负极，这种组合是最优选的。
当本发明提供的电池的负极为本发明提供的负极时，其正极可以为常规的正极。所述常规的正极是指负载在集流片上的粘结剂为常规的粘结剂，如聚偏二氟乙烯(PVDF)、聚四氟乙烯(PTFE)、羧甲基纤维素钠(CMC)和丁苯橡胶(SBR)中的一种或几种。
在本发明的锂离子二次电池中，电解液可以为非水电解液。所述非水电解液为电解质锂盐在非水溶剂中形成的溶液，可以使用本领域技术人员已知的常规的非水电解液。如电解质锂盐可以选自六氟磷酸锂(LiPF6)、高氯酸锂(LiClO4)、四氟硼酸锂(LiBF4)、六氟砷酸锂(LiAsF6)、六氟硅酸锂(LiSiF6)、四苯基硼酸锂(LiB(C6H5)4)、氯化锂(LiCl)、溴化锂(LiBr)、氯铝酸锂(LiAlCl4)及氟烃基磺酸锂(LiC(SO2CF3)3)、LiCH3SO3、LiN(SO2CF3)2中的一种或几种。非水溶剂可以选自链状酸酯和环状酸酯混合溶液，其中链状酸酯可以为碳酸二甲酯(DMC)、碳酸二乙酯(DEC)、碳酸甲乙酯(EMC)、碳酸甲丙酯(MPC)、碳酸二丙酯(DPC)以及其它含氟、含硫或含不饱和键的链状有机酯类中的一种或几种。环状酸酯可以为碳酸乙烯酯(EC)、碳酸丙烯酯(PC)、碳酸亚乙烯酯(VC)、γ-丁内酯(γ-BL)、磺内酯以及其它含氟、含硫或含不饱和键的环状有机酯类中的一种或几种。在所述非水电解液中，电解质锂盐的浓度一般为0.1-2摩尔/升，优选为0.8-1.2摩尔/升。
在本发明的锂离子二次电池中，隔膜层设置于正极和负极之间，具有电绝缘性能和液体保持性能。所述隔膜层可以选自本领域技术人员公知的锂离子二次电池中所用的各种隔膜层，例如聚烯烃微多孔膜(PP)、聚乙烯毡(PE)、玻璃纤维毡或超细玻璃纤维纸或PP/PE/PP。作为一种优选的实施方式，所述隔膜为聚酰亚胺薄膜。所述聚酰亚胺薄膜可以为本领域所采用的任何的聚酰亚胺薄膜，优选其孔隙率为20％-55％，平均孔直径为30-120纳米。
本发明提供的锂离子二次电池的制备方法按照本领域的技术人员所公知的方法进行，一般来说，该方法包括将正极、负极和位于正极与负极之间的隔膜依次卷绕形成极芯，将极芯置入电池壳中，加入电解液，然后密封，其中，所述正极包括集流体和负载在集流体上的正极材料，所述正极材料含有正极活性物质、导电剂和粘结剂，其中，所述粘结剂和/或所述粘结剂为本发明提供的粘结剂组合物。其中，卷绕和密封的方法为本领域人员所公知。电解液的用量为常规用量。
以下以053450型号电池为例说明本发明的锂离子二次电池。
实施例1
本实施例用于说明本发明提供的锂离子二次电池及其制备方法。
粘结剂组合物的制备：将CMC和PI(常州市广成新型塑料有限公司、固化温度为200-300℃)按照重量比为3∶7混合均匀。
正极材料组合物：将磷酸铁锂、乙炔黑和上述制备的粘结剂组合物按重量比为100∶5∶6混合均匀。
正极：将上述制备的正极材料组合物用水调匀，在厚度为20微米的铝箔上双面敷料，涂抹均匀。在90℃下烘干，然后在250℃下固化3小时。碾压，滚切成正极片，极片大小为48.5cm(长)×4.4cm(宽)×0.015cm(厚度)，含7克正极活性物质。按照以下公式计算正极涂层的密度：
密度＝极片上涂敷料的重量/(极片上涂敷料的体积)
将计算的结果列在表1中。
负极：将人造石墨、CMC和SBR按照重量比为100∶4∶1.6用水混合均匀。在厚度为12微米的铜箔上双面敷料，涂抹均匀。在90℃下烘干，碾压，滚切成负极片，极片大小为48cm(长)×4.5cm(宽)×0.01cm(厚度)，负极材料石墨重3克。按照实施例1中的公式计算负极涂层的密度，将检测的结果列在表1中。
隔膜：采用20微米厚的PE薄膜。
将上述正、负极片与隔膜卷绕成一个方型的锂离子电芯并收纳入方形电池外壳中，随后注入1摩尔/升LiPF6/(EC+DEC+DMC)(EC、DEC和DMC重量比为1∶1∶1)电解液，密封，制成053450型的锂离子电池C1。
对比例1
该对比例用于说明现有技术提供的锂离子二次电池及其制备方法。
正极材料组合物：将磷酸铁锂、乙炔黑和CMC按重量比为100∶5∶6混合均匀。
正极：用水将上述制备的正极材料组合物调匀。在厚度为20微米的铝箔上双面敷料，涂抹均匀。在90℃下烘干，碾压，滚切成正极片，极片大小为48.5cm(长)×4.4cm(宽)×0.015cm(厚度)，含5.5克正极活性物质。
按照实施例1中的公式计算正极涂层的密度，将检测的结果列在表1中。
负极：按照实施例1制备负极的方法进行按照实施例1中的公式计算负极涂层的密度，将检测的结果列在表1中。
隔膜：与实施例1的相同。
按照实施例1的方法组装电池CC1。
实施例2
本实施例用于说明本发明提供的锂离子二次电池及其制备方法。
粘结剂组合物的制备：将聚偏二氟乙烯和酚醛树脂(天津大盈树脂有限公司、固化温度为300-450℃)按照重量比为7∶3混合。
正极材料组合物：将磷酸铁锂，乙炔黑和上述制备的粘结剂组合物按重量比为100∶8∶12混合均匀。
正极：用NMP将上述制备的正极材料组合物调匀，在厚度为20微米的铝箔上双面敷料，涂抹均匀。在90℃下烘干，然后在400℃下固化3小时。碾压，滚切成正极片，极片大小为48.5cm×4.5cm×0.015cm(厚度)，正极材料重7克。按照实施例1中的公式计算正极涂层的密度，将检测的结果列在表1中。
负极：按照实施例1制备负极的方法进行。按照实施例1中的公式计算负极涂层的密度，将检测的结果列在表1中。
隔膜：与实施例1的相同。
按照实施例1的方法组装电池C2。
对比例2
该对比例用于说明现有技术提供的锂离子二次电池及其制备方法。
正极材料组合物：将磷酸铁锂、乙炔黑和聚偏二氟乙烯按重量比为100∶8∶8混合均匀。
正极：用水将上述制备的正极材料组合物调匀。在厚度为20微米的铝箔上双面敷料，涂抹均匀。在90℃下烘干，碾压，滚切成正极片，极片大小为48.5cm(长)×4.4cm(宽)×0.015cm(厚度)，含5.5克正极活性物质。按照实施例1中的公式计算正极涂层的密度，将检测的结果列在表1中。
负极：按照实施例2制备负极的方法进行。按照实施例1中的公式计算负极涂层的密度，将检测的结果列在表1中。
隔膜：与实施例2的相同。
按照实施例2的方法组装电池CC2。
实施例3
本实施例用于说明本发明提供的锂离子二次电池及其制备方法。
粘结剂组合物1：按照实施例1制备粘结剂组合物的方法进行。
正极材料组合物：按照实施例1制备正极材料组合物的方法进行。
正极：按照实施例1制备正极的方法进行。
粘结剂组合物2的制备：将CMC和环氧树脂(陶氏(张家港)化工公司、固化温度为150-200℃)按照重量比为4∶6混合。
负极材料组合物：将活性碳和上述制备的粘结剂组合物按重量比为100∶2∶2混合均匀。
负极：用水将上述制备的负极材料组合物调匀，在厚度为12微米的铜箔上双面敷料，涂抹均匀。在90℃下烘干，然后在160℃下固化3小时。碾压，滚切成负极片，极片大小为48cm(长)×4.5cm(宽)×0.0093cm(厚度)，负极材料石墨重3克。按照实施例1中的公式计算负极涂层的密度，将检测的结果列在表1中。
与实施例1的相同。
按照实施例1的方法组装电池C3。
实施例4
本实施例用于说明本发明提供的锂离子二次电池及其制备方法。
正极：将LiCoO2、乙炔黑和PVDF按重量比为100∶5∶4用溶剂NMP调匀，搅拌混合均匀，在厚度为20微米的铝箔上双面敷料，涂抹均匀。在90℃下烘干，碾压，滚切成正极片，极片大小为48.5cm(长)×4.4cm(宽)×0.015cm(厚度)，含10克正极活性物质。按照实施例1中的公式计算正极涂层的密度，将检测的结果列在表1中。
粘结剂组合物的制备：将CMC和PI(常州市广成新型塑料有限公司、固化温度为200-300℃)按照重量比为2∶8混合。
负极材料组合物：将纯硅粉和上述制备的粘结剂组合物按重量比为100∶10混合均匀。
负极：用水将上述制备的负极材料组合物调匀，在厚度为12微米的铜箔上双面敷料，涂抹均匀。在90℃下烘干，然后在250℃下固化3小时。碾压，滚切成正极片，极片大小为48cm(长)×4.5cm(宽)×0.007cm(厚度)，负极材料重1.6克。按照实施例1中的公式计算负极涂层的密度，将检测的结果列在表1中。
隔膜：采用20微米厚的PE薄膜。
将上述正、负极片与隔膜卷绕成一个方型的锂离子电芯并收纳入方形电池外壳中，随后注入1摩尔/升LiPF6/(EC+DEC+DMC)(EC、DEC和DMC重量比为1∶1∶1)电解液，密封，制成053450型的锂离子电池B1。
对比例3
正极：按照实施例4制备正极的方法制备。
负极材料组合物：将纯硅粉和CMC按重量比为100∶10混合均匀。
负极：用水将上述制备的负极材料组合物调匀，在厚度为12微米的铜箔上双面敷料，涂抹均匀，在90℃下烘干。碾压，滚切成负极片，极片大小为48cm(长)×4.5cm(宽)×0.007cm(厚度)，负极材料重1.4克。按照实施例1中的公式计算负极涂层的密度，将检测的结果列在表1中。
隔膜：与实施例4的相同。
按照实施例4的方法组装电池BB1。
实施例5
正极：按照实施例4制备正极的方法进行。
粘结剂组合物的制备：将CMC和酚醛树脂(天津大盈树脂有限公司、固化温度为300-450℃)按照重量比为5∶5混合。
负极材料组合物：将合金硅和上述制备的粘结剂组合物按重量比为100∶8混合均匀。
负极：用水将上述制备的负极材料组合物调匀，在厚度为12微米的铜箔上双面敷料，涂抹均匀。在90℃下烘干，然后在400℃下固化3小时。碾压，滚切成正极片，极片大小为48cm(长)×4.5cm(宽)×0.007cm(厚度)，负极材料重1.6克。按照实施例1中的公式计算负极涂层的密度，将检测的结果列在表1中。
隔膜：采用20微米厚的PE薄膜。
将上述正、负极片与隔膜卷绕成一个方型的锂离子电芯并收纳入方形电池外壳中，随后注入1摩尔/升LiPF6/(EC+DEC+DMC)(EC、DEC和DMC重量比为1∶1∶1)电解液，密封，制成053450型的锂离子电池B2。
对比例4
正极：按照实施例5制备正极的方法制备。
负极材料组合物：将合金硅和CMC按重量比为100∶8混合均匀。
负极：用水将上述制备的负极材料组合物调匀，在厚度为12微米的铜箔上双面敷料，涂抹均匀，在90℃下烘干。碾压，滚切成负极片，极片大小为48cm(长)×4.5cm(宽)×0.007cm(厚度)，负极材料重1.4克。按照实施例1中的公式计算负极涂层的密度，将检测的结果列在表1中。
隔膜：与实施例5的相同。
按照实施例5的方法组装电池BB2。
电池性能测试
1、容量的测试
A、室温下，将实施例1-3及对比例1-2制得的电池分别以1C电流充电至3.8伏，在电压升至3.8伏后，以3.8伏恒定电压充电，截止电流为0.05C，搁置5分钟；然后将电池分别以0.2C电流放电至2.4伏，得到电池常温0.2C电流放电至2.4伏的容量；然后重复上述充电步骤，并再次分别将电池以2C电流放电，得到常温下电池以2C电流放电至2.4伏的容量。测得的结果列在表1中。
B、室温下，将实施例4-5及对比例3-42制得的电池分别以1C电流充电至4.2伏，在电压升至4.2伏后，以4.2伏恒定电压充电，截止电流为0.05C，搁置5分钟；然后将电池分别以0.2C电流放电至3.0伏，得到电池常温0.2C电流放电至3.0伏的容量；然后重复上述充电步骤，并再次分别将电池以2C电流放电，得到常温下电池以2C电流放电至3.0伏的容量。测得的结果列在表1中。
2、循环性能的测定
A、在45℃下，将实施例1-3及对比例1-2制得的电池分别以1C电流充电至3.8伏，在电压升至3.8伏后，以3.2伏恒定电压充电，截止电流为0.05C，搁置5分钟，然后将电池分别以1C电流放电至2.4伏，分别记录各电池的放电容量；然后重复上述充放电步骤。所述循环次数为电容量降到初始容量的80％时循环的次数，测得的结果列在表1中。
B、在45℃下，将实施例4-5及对比例3-4制得的电池分别以1C电流充电至4.2伏，在电压升至4.2伏后，以4.2伏恒定电压充电，截止电流为0.05C，搁置5分钟，然后将电池分别以1C电流放电至3.0伏，分别记录各电池的放电容量；然后重复上述充放电步骤。所述循环次数为电容量降到初始容量的80％时循环的次数，测得的结果列在表1中。
表1
| 电池编号 | 正极涂层的密度(克/厘米3) | 负极涂层的密度(克/厘米3) | 0.2C放电容量(毫安时) | 2C放电容量(毫安时) | 循环次数(次) |
| C1 | 2.8 | 1.65 | 920 | 900 | 700 |
| CC1 | 2.2 | 1.65 | 720 | 700 | 630 |
| C2 | 2.8 | 1.65 | 920 | 900 | 700 |
| CC2 | 2.2 | 1.65 | 720 | 700 | 600 |
| C3 | 2.8 | 1.7 | 960 | 930 | 730 |
| B1 | 3.8 | 1.3 | 1400 | 1300 | 200 |
| BB1 | 3.8 | 1.1 | 1350 | 1250 | 30 |
| B2 | 3.8 | 1.3 | 1380 | 1280 | 180 |
| BB2 | 3.8 | 1.1 | 1320 | 1220 | 30 |
从表1中可以看出：采用本发明的粘结剂组合物制备的电池时，能显著提高正极或负极的涂层的密度，改善电池的容量和循环性能，例如，实施例1的正极涂层的的密度为2.8克/厘米3，0.2C放电容量为920毫安时，循环次数为700次；对比例1的制备正极涂层的的密度为2.28克/厘米3，0.2C放电容量为700毫安时，循环次数为630次。当使用硅粉或合金硅作为负极活性物质时，能极大地改善循环性能如实施例4制备的电池B1循环200次后电容量降到初始容量的80％；而对比例制备的电池BB1仅循环30次电容量就降到初始容量的80％。
Claims (12)
1、一种粘结剂组合物，其特征在于，该组合物含有第一粘结剂和第二粘结剂，其中，所述第一粘结剂的固化温度为大于150℃至500℃，所述第二粘结剂的固化温度为50-150℃。
2、根据权利要求1所述的组合物，其中，所述第一粘结剂和所述第二粘结剂的重量比为1∶9至9∶1。
3、根据权利要求1或2所述的组合物，其中，所述第一粘结剂为聚酰亚胺、环氧树脂、硅氧烷聚合物、酚醛树脂中的一种或多种；所述第二粘结剂为羧甲基纤维素钠、丁苯橡胶、聚四氟乙烯、聚乙烯醇、聚氨酯、聚偏二氟乙烯、偏二氟乙烯-四氟乙烯共聚物、偏二氟乙烯-六氟丙烯共聚物、六氟丙烯-四氟乙烯共聚物、偏二氟乙烯-四氟乙烯-六氟丙烯共聚物中的一种或几种。
4、一种正极材料组合物，该组合物包括正极活性物质、导电剂和粘结剂，其特征在于，所述粘结剂为权利要求1-3任意一项所述的粘结剂组合物。
5、根据权利要求4所述的正极材料组合物，其中，以所述正极活性物质、导电剂和粘结剂的总重量为基准，所述粘结剂的含量为0.3-15重量％，所述正极活性物质的含量为83-98重量％，所述导电剂的含量为1-10重量％。
6、根据权利要求5所述的正极材料组合物，其中，所述正极活性物质为磷酸铁锂、Li3V2(PO4)3、LiMn2O4、LiMnO2、LiNiO2、LiCoO2、LiVPO4F和LiFeO2中的一种或几种；导电剂为石墨、碳纤维、碳黑、金属粉末和碳纤维中的一种或几种。
7、一种锂离子二次电池的正极，该正极包括集流体和负载在集流体上的正极材料，其特征在于，所述正极材料为权利要求4-6中任意一项所述的正极材料组合物。
8、一种负极材料组合物，该组合物包括负极活性物质和粘结剂，其特征在于，所述粘结剂为权利要求1-3任意一项所述的粘结剂组合物。
9、根据权利要求8所述的负极材料组合物，其中，以所述负极活性物质和粘结剂的总重量为基准，所述粘结剂的含量为0.3-20重量％，所述负极活性物质的含量为80-99.7重量％。
10、根据权利要求8所述的负极材料组合物，其中，所述负极活性物质为硅材料、锡和碳质材料中的一种或几种。
11、一种锂离子二次电池的负极，该负极包括集流体和负载在集流体上的负极材料，其特征在于，所述负极材料为权利要求8-10中任意一项所述的负极材料组合物。
12、一种锂离子二次电池，该锂离子二次电池包括电池壳、极芯和电解液，所述极芯和电解液密封容纳在电池壳内，所述极芯包括正极、负极和位于正极与负极之间的隔膜，其特征在于，所述正极为权利要求7所述的正极和/或所述负极为权利要求11所述的负极。
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Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102130331A (zh) * | 2011-01-26 | 2011-07-20 | 郭兆靖 | 一种锂电池的改性方法 |
| CN102610789A (zh) * | 2011-01-20 | 2012-07-25 | 三星Sdi株式会社 | 用于锂可充电电池的电极和包括该电极的锂可充电电池 |
| CN103268955A (zh) * | 2013-01-23 | 2013-08-28 | 浙江地坤键新能源科技有限公司 | 一种复合凝胶聚合物电解质及其制备方法与应用 |
| CN106299376A (zh) * | 2016-10-12 | 2017-01-04 | 漳州万利达能源科技有限公司 | 一种高容量高安全性能锂电池正极及其制备方法 |
| CN107641484A (zh) * | 2016-07-22 | 2018-01-30 | 三星电子株式会社 | 粘合剂、制备该粘合剂的方法、以及包括该粘合剂的电极和锂电池 |
| CN107785582A (zh) * | 2016-08-31 | 2018-03-09 | 宁德新能源科技有限公司 | 正极片及二次电池 |
| CN108084897A (zh) * | 2017-12-26 | 2018-05-29 | 成都新柯力化工科技有限公司 | 一种动力锂离子电池专用粘结剂 |
| CN114361384A (zh) * | 2021-12-31 | 2022-04-15 | 远景动力技术(江苏)有限公司 | 负极、电化学装置和电子设备 |
| CN114583171A (zh) * | 2022-01-20 | 2022-06-03 | 贵阳学院 | 一种锂电池电极胶粘剂及其制备方法 |
-
2008
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Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102610789A (zh) * | 2011-01-20 | 2012-07-25 | 三星Sdi株式会社 | 用于锂可充电电池的电极和包括该电极的锂可充电电池 |
| CN102610789B (zh) * | 2011-01-20 | 2016-03-02 | 三星Sdi株式会社 | 用于锂可充电电池的电极和包括该电极的锂可充电电池 |
| CN102130331A (zh) * | 2011-01-26 | 2011-07-20 | 郭兆靖 | 一种锂电池的改性方法 |
| CN103268955A (zh) * | 2013-01-23 | 2013-08-28 | 浙江地坤键新能源科技有限公司 | 一种复合凝胶聚合物电解质及其制备方法与应用 |
| CN103268955B (zh) * | 2013-01-23 | 2016-12-28 | 浙江地坤键新能源科技有限公司 | 一种复合凝胶聚合物电解质及其制备方法与应用 |
| CN107641484A (zh) * | 2016-07-22 | 2018-01-30 | 三星电子株式会社 | 粘合剂、制备该粘合剂的方法、以及包括该粘合剂的电极和锂电池 |
| CN107641484B (zh) * | 2016-07-22 | 2021-09-24 | 三星电子株式会社 | 粘合剂、制备该粘合剂的方法、以及包括该粘合剂的电极和锂电池 |
| CN107785582A (zh) * | 2016-08-31 | 2018-03-09 | 宁德新能源科技有限公司 | 正极片及二次电池 |
| CN106299376A (zh) * | 2016-10-12 | 2017-01-04 | 漳州万利达能源科技有限公司 | 一种高容量高安全性能锂电池正极及其制备方法 |
| CN108084897A (zh) * | 2017-12-26 | 2018-05-29 | 成都新柯力化工科技有限公司 | 一种动力锂离子电池专用粘结剂 |
| CN114361384A (zh) * | 2021-12-31 | 2022-04-15 | 远景动力技术(江苏)有限公司 | 负极、电化学装置和电子设备 |
| CN114361384B (zh) * | 2021-12-31 | 2024-03-26 | 远景动力技术(江苏)有限公司 | 负极、电化学装置和电子设备 |
| CN114583171A (zh) * | 2022-01-20 | 2022-06-03 | 贵阳学院 | 一种锂电池电极胶粘剂及其制备方法 |
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