复合电极极片及其制备方法技术

本申请涉及一种复合电极极片及其制备方法

【技术实现步骤摘要】
复合电极极片及其制备方法、锂离子电池


[0001]本申请涉及复合电极极片材料
，特别是涉及一种复合电极极片及其制备方法
、
锂离子电池
。

技术介绍

[0002]为了克服传统湿法工艺制备固态电解质膜耗时长
、
干燥工序昂贵
、
生产成本高的一系列缺陷，人们逐渐开发出干法制备工艺
。
目前的干法制备工艺常采用固态电解质材料与聚四氟乙烯（
PTFE
）粘结剂纤维化并压延已形成干法制备的固态电解质膜
。
[0003]在锂离子电池中，为了提高电池的安全性能，在正极或负极层表面设置一层固态电解质膜是已知的手段，但目前通常使用湿法涂布的方式将固态电解质膜设置到电极层表面，这种湿法工艺面临传统的电极湿法工艺同样的问题，溶剂的回收与环保
、
固态电解质膜与溶剂的兼容性问题等等，因此，如何借鉴干法工艺，将电极膜和固态电解质膜在无溶剂的条件下通过辊压的方式进行复合是一种新的有广泛应用前景的新技术
。

技术实现思路

[0004]基于此，针对上述问题，本申请提供一种复合电极极片及其制备方法
、
锂离子电池，以解决上述技术问题
。
[0005]本申请的第一方面提供了一种复合电极极片的制备方法，包括以下步骤：
[0006]S1、
制备固态电解质膜：
[0007]S1
‑
1、
将聚偏氟乙烯
、BaTiO3‑r/>Li
0.33
La
0.56
TiO3进行预混处理，制得混合料；
[0008]S1
‑
2、
向混合料中添加聚四氟乙烯并进行纤维化处理，制得纤维化混合料；
[0009]S1
‑
3、
对纤维化混合料进行辊压处理，制得固态电解质膜；
[0010]S2、
制备电极膜；
[0011]S3、
将步骤
S1
制备得到的固态电解质膜和步骤
S2
制备得到的电极膜在
60℃
‑
160℃
的温度下进行干法复合；
[0012]S4、
得到复合电极极片
。
[0013]在一些实施方式中，在制得混合料的步骤
S1
‑1中，进行预混处理的方式包括球磨
、
气流混合
、
粉碎机中的至少一种
。
[0014]在一些实施方式中，在制得纤维化混合料的步骤
S1
‑2中，采用高速剪切机在转速为
20000r/min~28000r/min
的条件下进行纤维化处理
。
[0015]在一些实施方式中，在制得固态电解质膜的步骤中，采用对辊设备对纤维化混合料进行热辊压处理
。
[0016]在一些实施方式中，以质量百分数计，固态电解质膜还包括锂盐
。
[0017]在一些实施方式中，以质量百分数计，固态电解质膜中包括
70%~97%
的
BaTiO3‑
Li
0.33
La
0.56
TiO3、0.1%~3%
的聚偏氟乙烯
、1%~15%
的聚四氟乙烯以及
1%
‑
15%
的锂盐
。
[0018]在一些实施方式中，制备方法还包括制备
BaTiO3‑
Li
0.33
La
0.56
TiO3的步骤，包括将
BaTiO3和
Li
0.33
La
0.56
TiO3进行球磨混合
、
干燥
、
保压成型以及煅烧处理
。
[0019]在一些实施方式中，步骤
S2
包括以下步骤：
[0020]S2
‑
1、
将活性材料
、
导电剂
、
粘结剂进行混合处理，制得混合料；
[0021]S2
‑
2、
将混合料进行纤维化处理，制得纤维化混合料；
[0022]S2
‑
3、
将纤维化混合料进行压延处理，制得电极膜
。
[0023]本申请的第二方面提供了一种复合电极极片，该复合电极极片根据上述第一方面提供的制备方法制得
。
[0024]本申请的第三方面提供了一种锂离子电池，该锂离子电池包括根据上述第一方面提供的制备方法制得的复合电极极片
。
[0025]本申请通过针对
BaTiO3‑
Li
0.33
La
0.56
TiO3材料与聚偏氟乙烯（
PVDF
）的协同作用，在固态电解质膜中，使用纤维化的聚四氟乙烯（
PTFE
）提供力学性能，在传统的干法制备工艺中添加
BaTiO3‑
Li
0.33
La
0.56
TiO3和聚偏氟乙烯（
PVDF
），由于
BaTiO3‑
Li
0.33
La
0.56
TiO3具有较好的离子运输能力，能够显著提高离子导电效率；同时，其又具有高介电常数，在外加电场作用下能够发生极化解离锂盐，产生更多的可供传输的自由锂离子，克服了由于电解质的介点常数较低，对锂盐的解离度低，导致离子电导率降低的问题
。
另外，加入同样具有高介电常数的
PVDF
，一方面能够进一步促进锂盐离子化，为
BaTiO3‑
Li
0.33
La
0.56
TiO3传输提供更多的自由锂离子；另一方面，
PVDF
的添加还能够提升固态电解质膜的整体力学性能，有利于保证固态电解质膜对抗电池电极形变的能力，进而延长电池的循环性能
。
同时，通过
BaTiO3‑
Li
0.33
La
0.56
TiO3以及聚偏氟乙烯（
PVDF
）的加入，还缓解了
PTFE
单独作为粘结剂时不稳定的情况，最终得到机械强度较好且离子电导率较高的固态电解质膜
。
同时，由于固态电解质膜中添加了部分
PVDF
，使得固态电解质膜与电极极片在加热辊压过程中，彼此复合的力学强度更大
。
附图说明
[0026]图1为本申请一实施例中复合电极极片的制备方法的流程图
。
具体实施方式
[0027]现将详细地提供本申请实施方式的参考，其一个或多个实施例描述于本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种复合电极极片的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、
制备固态电解质膜：
S1
‑
1、
将聚偏氟乙烯
、BaTiO3‑
Li
0.33
La
0.56
TiO3进行预混处理，制得混合料；
S1
‑
2、
向所述混合料中添加聚四氟乙烯并进行纤维化处理，制得纤维化混合料；
S1
‑
3、
对所述纤维化混合料进行辊压处理，制得固态电解质膜；
S2、
制备电极膜；
S3、
将所述步骤
S1
制备得到的所述固态电解质膜和所述步骤
S2
制备得到的所述电极膜在
60℃
‑
160℃
的温度下进行干法复合；
S4、
得到复合电极极片
。2.
根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在制得所述混合料的步骤
S1
‑1中，进行所述预混处理的方式包括球磨
、
气流混合
、
粉碎机中的至少一种
。3.
根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在制得所述纤维化混合料的步骤
S1
‑2中，采用高速剪切机在转速为
20000r/min~28000r/min
的条件下进行纤维化处理
。4.
根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在制得所述固态电解质膜的步骤
S1
‑3中，采用对辊设备对所述纤维化混合料进行热辊压处理
。5.
根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述固态电解质膜还包括锂盐
。6.

【专利技术属性】
技术研发人员：杜孝龙，宋赏，周柯，
申请(专利权)人：苏州清陶新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：