一种油性溶剂及其油性粘结料、电极浆料及其制备方法及电极片技术

本发明专利技术公开了一种油性溶剂及其油性粘结料、电极浆料及其制备方法及电极片，所述油性溶剂的红外光谱图具有以下特征峰：特征峰A：2950

【技术实现步骤摘要】
一种油性溶剂及其油性粘结料、电极浆料及其制备方法及电极片


[0001]本专利技术涉及电池
，具体涉及一种油性溶剂及其油性粘结料、电极浆料及其制备方法及电极片。

技术介绍

[0002]高碱性电极材料由于碱性较强(pH>11.0)，材料表面容易吸水，使用油性粘结剂在浆料制备过程中容易出现浆料凝胶现象，造成浆料无法进行涂布或预留涂布时间过短的问题。主要原因为现行使用的油性粘结料体系(PVDF
‑
NMP体系)在碱性条件下，PVDF容易发生消除反应，在反应过程中由于脱去HF生成双键，促使PVDF分子链间发生交联反应形成凝胶。
[0003]为了抑制高碱性电极材料在浆料制备过程中易凝胶现象，在材料制造过程中采取了多种措施：
[0004]通过在高镍正极材料前驱体中引入锆源来制造碱性减小的高镍正极材料的方法(专利CN110212173A)。这种方法解决了高碱性的高镍正极材料浆料制作的问题，但锆源的加入会在一定程度上减少材料的容量，同时增加了材料的制造成本。
[0005]通过二次烧结在正极材料表面包覆含有锆元素的材料来减少材料表面的氢氧化锂和碳酸锂，达到降低正极材料的碱性和减弱吸水性的目的(专利CN110176583A)。这种通过包覆工艺抑制正极材料在浆料制作过程中的凝胶行为的方法增加了材料制造的工艺成本。
[0006]除此之外，在浆料调制过程中加入添加剂也能抑制浆料的凝胶化行为。中国专利CN106571468A公开了一种通过在制浆过程中加入混合添加剂防止高碱性电极材料凝胶化的方法。添加剂可分为分散型添加剂和酸性缓冲添加剂。其中分散性添加剂主要包括离子型、非离子型及两性型添加剂，酸性缓冲添加剂主要包括甲酸、乙酸或草酸等。添加剂的作用在于通过中和高碱性材料中多余的碱来增加材料的分散性，防止浆料制作过程中凝胶现象。但加入的酸性物质的质量难以确定，且酸性物质容易对浆料制作的器具或集流体等金属材料产生腐蚀，不利于电池的制作。
[0007]通过粘结剂复配也能够改善高碱性电极材料在浆料制作过程中的凝胶行为。中国专利CN106384816A公开了一种采用高强度粘接剂与耐碱性粘接剂相混合的复合粘接剂，改善高碱性电极材料在浆料凝胶化的方法。复合粘结剂中耐碱性粘接剂的组分需要根据正极材料的碱性强弱进行调整，加入量一般占粘接剂总量的20％
‑
50％。因此此种方案不具备普适性。
[0008]鉴于目前高碱性电极材料在制作浆料过程中易凝胶化的缺陷，有必要提供一种普适性、低成本、高效率解决上述问题的技术方案。

技术实现思路

[0009]本专利技术的目的在于：提供一种油性溶剂，以此溶剂制作的油性粘结料用于高碱性
电极材料浆料制作时，能够有效阻止浆料团聚或凝胶化的问题，制作的高碱性电池材料的浆料具有良好的涂布等加工性能。
[0010]为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0011]本专利技术提供了一种油性溶剂，所述油性溶剂的红外光谱图有以下特征峰：特征峰A：2950
‑
2970cm
‑1、特征峰B：2840
‑
2950cm
‑1、特征峰C：1640
‑
1730cm
‑1、特征峰D：1200
‑
1230cm
‑1、特征峰E：870
‑
890cm
‑1、特征峰F：735
‑
784cm
‑1。
[0012]优选地，所述油性溶剂的核磁氢谱中有以下特征峰：特征峰A：δ3.34(t)、特征峰B：δ2.77(s)、特征峰C：δ2.29(m)、特征峰D：δ2.26(m)、特征峰E：δ1.80(m)、特征峰F：δ1.67(m)；其中，特征峰F与特征峰E的峰面积比为I，0.1≤I≤0.5。
[0013]优选地，所述油性溶剂组分可以下述方式描述：A*x+B*y+C*z，0＜x＜1，0≤y＜1，0≤z＜1，0＜y+z＜1，x+y+z＝1；其中，A、B和C为N
‑
甲基吡咯烷酮、二甲基甲酰胺、二乙基甲酰胺、二甲基亚砜、四氢呋喃、丙酮、甲乙酮、环己酮、异佛尔酮、二丙酮醇中的一种。
[0014]本专利技术还提供一种高碱性电极材料的油性粘结料，其利用上述油性溶剂调制而成，其包括如下质量分数组成：粘结剂为5
‑
10wt％、油性溶剂为90
‑
95wt％。
[0015]优选地，所述粘结剂为聚偏二氟乙烯的均聚物、聚偏二氟乙烯的共聚物、聚四氟乙烯、丁苯橡胶中的至少一种。
[0016]本专利技术还提供一种高碱性电极材料的电极浆料，包括高碱性电极材料、导电剂和油性粘结料，所述高碱性电极材料的pH>11.0，所述油性粘结料为上述的油性粘结料。
[0017]优选地，所述高碱性电极材料为高镍材料、锰酸钠材料中的至少一种；其中，所述高镍材料的分子式为LiNi
x
Co
y
M1‑
x
‑
y
O2，其中x≥0.6，0≤y＜1，M为金属元素；所述锰酸钠材料的分子式为Na
b
Mn
a
N1‑
a
O2，0＜a≤1，0＜b＜1.5，N为金属元素。
[0018]优选地，所述高碱性正极材料占所述浆料的40
‑
80wt％，所述导电剂占所述浆料的2
‑
5wt％，所述油性粘结料占所述浆料的15
‑
58wt％。
[0019]优选地，所述导电剂为导电石墨、导电炭黑、乙炔黑、碳纳米管、石墨烯中的至少一种。
[0020]本专利技术还提供一种高碱性电极材料的电极浆料的制备方法，包括以下步骤：
[0021](1)将高碱性正极材料浸在油性溶剂中，进行搅拌；
[0022](2)将油性粘结料加入步骤(1)中，进行搅拌；
[0023](3)将导电剂加入到步骤(2)中，进行搅拌；
[0024](4)调节浆料的粘度和浆料固含量，即得到电极浆料。
[0025]优选地，步骤(1)中，所述油性溶剂中含有N
‑
甲基吡咯烷酮、二甲基甲酰胺、二乙基甲酰胺、二甲基亚砜、四氢呋喃、丙酮、甲乙酮、环己酮、异佛尔酮、二丙酮醇中的至少一种。
[0026]优选地，步骤(1)中，所述搅拌速度为1000
‑
3000rpm，搅拌时间为10
‑
15min。
[0027]优选地，步骤(2)或步骤(3)中，所述搅拌的速度为1000
‑
3000rpm，搅拌时间为30
‑
40min。
[0028]优选地，步骤(4)中，调节浆料的粘度使用的溶剂为N
‑
甲基吡咯烷酮、二甲基甲酰胺、二乙基甲酰胺、二甲基亚砜、四氢呋喃、丙酮、甲乙酮、环己酮、异佛尔酮、二丙酮醇中的至少一种。
[0029本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种油性溶剂，其特征在于：其红外光谱图具有以下特征峰：特征峰A：2950
‑
2970cm
‑1、特征峰B：2840
‑
2950cm
‑1、特征峰C：1640
‑
1730cm
‑1、特征峰D：1200
‑
1230cm
‑1、特征峰E：870
‑
890cm
‑1、特征峰F：735
‑
784cm
‑1；其核磁氢谱中具有以下特征峰：特征峰A：δ3.34(t)、特征峰B：δ2.77(s)、特征峰C：δ2.29(m)、特征峰D：δ2.26(m)、特征峰E：δ1.80(m)、特征峰F：δ1.67(m)；其中，特征峰F与特征峰E的峰面积比为I，0.1≤I≤0.5。2.根据权利要求1所述的油性溶剂，其特征在于：其组分表达式为A*x+B*y+C*z，0＜x＜1，0≤y＜1，0≤z＜1，0＜y+z＜1，x+y+z＝1；其中，A、B和C为N
‑
甲基吡咯烷酮、二甲基甲酰胺、二乙基甲酰胺、二甲基亚砜、四氢呋喃、丙酮、甲乙酮、环己酮、异佛尔酮、二丙酮醇中的一种。3.一种高碱性电极材料的油性粘结料，其特征在于，包括：粘结剂5
‑
15wt％、权利要求1或2所述的油性溶剂85
‑
95wt％；其中，所述粘结剂为聚偏二氟乙烯的均聚物、聚偏二氟乙烯的共聚物、聚四氟乙烯、丁苯橡胶中的至少一种。4.一种高碱性电极材料的电极浆料，其特征在于：包括高碱性电极材料、导电剂和权利要求3所述的油性粘结料，所述高碱性电极材料的pH>11.0。5.根据权利要求4中所述的一种高碱性电极材料的电极浆料，其特征在于：所述高碱性电极材料为高镍材料、锰酸钠材料中的至少一种；其中，所述高镍材料的...

【专利技术属性】
技术研发人员：王城隆，许瑞，
申请(专利权)人：贵州高点科技有限公司，
类型：发明
国别省市：