正极添加剂及其制备方法与应用技术

本申请涉及锂离子电池正极材料技术领域，尤其涉及一种正极添加剂及其制备方法与应用。本申请提供的正极添加剂，正极添加剂包括微胶囊修复剂、引发剂，所述微胶囊修复剂包含芯材与包裹于所述芯材外部的壁材，所述引发剂用以与所述芯材发生反应，或者用以引发所述芯材发生聚合反应；其中，微胶囊修复剂的技术是利用天然或合成的高分子成膜材料把芯材进行包裹，并且在微胶囊修复剂外部设置了引发剂；引发剂用以与所述芯材发生反应，或者用以引发所述芯材发生聚合反应，可以达到粘合修复的效果，可应用于粘结剂中对被破坏产生微裂纹的极片进行自修复处理。行自修复处理。行自修复处理。

【技术实现步骤摘要】
正极添加剂及其制备方法与应用


[0001]本申请属于锂离子电池正极材料
，尤其涉及一种正极添加剂及其制备方法与应用。

技术介绍

[0002]锂离子电池是一种二次电池(充电电池)，它主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作。在充放电过程中，Li
+
在两个电极之间往返嵌入和脱嵌：充电时，Li
+
从正极脱嵌，经过电解质嵌入负极，负极处于富锂状态；放电时则相反。
[0003]锂电池的电极是将活性物质、导电剂以及粘结剂在溶剂中搅拌均匀，涂布在集流体上烘干制得。粘结剂把活性物质、导电剂很好的粘附在一起，保证电池在充放电过程中具有良好的导电性，并且保障了锂离子在正负极之间嵌脱过程中，不会从集流体上脱落。因此，粘结剂对锂电池稳定性起到了重要的作用。
[0004]目前最广泛使用的锂电池正极粘结剂是聚偏氟乙烯(PVDF)，在锂电池使用过程中，嵌锂/脱锂会导致体积发生明显变化，粘结剂拉伸强度高，但是断裂伸长率小，这将会导致活性物质和粘结剂进一步破碎，脱落。最终导致电极片的粉化，容量降低，使用寿命缩短。因此，亟待需要提供一种用于锂电池正极的粘结剂，能够抑制富锂正极片粉化，延长锂离子电池的使用寿命。

技术实现思路

[0005]本申请的目的在于提供一种正极添加剂及其制备方法与应用，旨在解决现有技术中锂电池正极的粘结剂易破碎脱落，导致电极片粉化的问题。
[0006]为实现上述申请目的，本申请采用的技术方案如下：
[0007]第一方面，本申请提供一种正极添加剂，添加剂包括微胶囊修复剂、引发剂，微胶囊修复剂包含芯材与包裹于芯材外部的壁材，引发剂用以与芯材发生反应，或者用以引发芯材发生聚合反应。
[0008]第二方面，本申请提供一种正极添加剂的制备方法，包括如下步骤：
[0009]提供芯材和壁材，将芯材和壁材混合再进行喷雾干燥处理，得到微胶囊修复剂；
[0010]将微胶囊修复剂与引发剂进行混合处理，得到正极添加剂。
[0011]第三方面，本申请提供一种正极粘结剂，正极粘结剂包括粘结剂以及分散于粘结剂中的正极添加剂，其中，正极添加剂为正极添加剂或由正极添加剂的制备方法制备得到的。
[0012]第四方面，本申请提供一种富锂正极，富锂正极包含富锂正极材料、导电剂和粘结剂，其中，粘结剂为正极粘结剂。
[0013]第五方面，本申请提供一种二次电池，二次电池包括正极、负极和叠设于正极和负极之间的隔膜，正极为富锂正极。
[0014]本申请第一方面提供的正极添加剂，添加剂包括微胶囊修复剂、引发剂，微胶囊修
复剂包含芯材与包裹于芯材外部的壁材，引发剂用以与芯材发生反应，或者用以引发芯材发生聚合反应；其中，微胶囊修复剂的技术是利用天然或合成的高分子成膜材料把芯材进行包裹，并且在微胶囊修复剂外部设置了引发剂；引发剂用以与芯材发生反应，或者用以引发芯材发生聚合反应，可以达到粘合修复的效果，可应用于粘结剂中对被破坏产生微裂纹的极片进行自修复处理。
[0015]本申请第二方面提供的正极添加剂的制备方法，该制备方法仅需要提供芯材和壁材先制备微胶囊，再将微胶囊和引发剂混合即可得到正极添加剂，该制备方法简单，降低了电池的制造成本，可广泛使用。
[0016]本申请第三方面提供的正极粘结剂，正极粘结剂包括粘结剂基体以及分散于粘结剂基体中的正极添加剂；由于正极添加剂包括微胶囊修复剂、引发剂；采用了在粘结剂基体材料中加入微胶囊修复剂的技术进行改性处理，其中，微胶囊修复剂的技术是利用天然或合成的高分子成膜材料把芯材进行包裹，并且在微胶囊修复剂外部设置了引发剂；在极片被破坏产生微裂纹时，引发剂用以与芯材发生反应，或者用以引发芯材发生聚合反应以达到粘合修复的效果，具有自修复效率较高以及力学强度较强的优点，且，芯材与引发剂在室温条件下能自发修复损伤，力学性质得以恢复，能够抑制正极片粉化；并且，包括了微胶囊修复剂的粘结剂具有良好的拉伸性、修复性，保证了活性物质、导电剂在使用过程中粘附在集流体上，不开裂、不掉粉，有效的提高了电池使用寿命、循环稳定性。
[0017]本申请第四方面提供的富锂正极，富锂正极包含富锂正极材料、导电剂和粘结剂，且提供的粘结剂为所提供的包括粘结剂基体以及分散于粘结剂基体中的微胶囊修复剂、引发剂的正极粘结剂，当极片被破坏产生微裂纹时，引发剂用以与芯材发生反应，或者用以引发芯材发生聚合反应并达到粘合修复的效果，具有自修复效率较高以及力学强度较强的优点，力学性质得以恢复，能够抑制正极片粉化，提高电池整体性能。
[0018]本申请第五方面提供一种二次电池，二次电池包括正极、负极和叠设于正极和负极之间的隔膜，正极为所提供的包含正极粘结剂的富锂正极，当使用过程中，极片被破坏产生微裂纹时，富锂正极中的正极粘结剂包含的引发剂用以与芯材发生反应，或者用以引发芯材发生聚合反应并达到粘合修复的效果，具有一定自修复效果，并且能保证材料的拉伸性和修复性，确保活性材料、导电剂等粘附在集流体上，不开裂、不掉粉，提高电池整体性能。
附图说明
[0019]为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0020]图1是本申请实施例提供的拉伸强度测试结果分析图。
具体实施方式
[0021]为了使本申请要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释
本申请，并不用于限定本申请。
[0022]本申请中，术语“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B的情况。其中A，B可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
[0023]本申请中，“至少一个”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“以下至少一项(个)”或其类似表达，是指的这些项中的任意组合，包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如，“a,b,或c中的至少一项(个)”，或，“a,b,和c中的至少一项(个)”，均可以表示：a,b,c,a
‑
b(即a和b),a
‑
c,b
‑
c,或a
‑
b
‑
c，其中a,b,c分别可以是单个，也可以是多个。
[0024]应理解，在本申请的各种实施例中，上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，部分或全部步骤可以并行执行或先后执行，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。
[0025]在本申请实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。在本申请实施本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种正极添加剂，其特征在于，所述添加剂包括微胶囊修复剂、引发剂，所述微胶囊修复剂包含芯材与包裹于所述芯材外部的壁材，所述引发剂用以与所述芯材发生反应，或者用以引发所述芯材发生聚合反应。2.根据权利要求1所述的正极添加剂，其特征在于，所述引发剂选自格拉布催化剂，所述芯材选自烯烃类有机物、非环双烯类有机物中的至少一种；或，所述引发剂选自有机锡类催化剂，所述芯材选自有机硅烷类有机物；或，所述引发剂选自呋喃基团类反应物，所述芯材选自马来酰亚胺类有机物。3.根据权利要求1～2任一所述的正极添加剂，其特征在于，所述壁材包括明胶、阿拉伯胶、羧甲基纤维素、乙基纤维素、糊精类、壳聚糖类中的至少一种。4.根据权利要求1～2任一所述的正极添加剂，其特征在于，所述壁材与所述芯材的质量比为1：0.5～1.5；和/或，所述微胶囊修复剂的粒径为10～120微米；和/或，所述壁材的厚度为0.2～10微米。5.一种正极添加剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：提供芯材和壁材，将芯材和壁材混合再进行喷雾...

【专利技术属性】
技术研发人员：谭旗清，万远鑫，孔令涌，张莉，裴现一男，赖佳宇，赵中可，
申请(专利权)人：深圳市德方创域新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：