【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于锂电池，具体涉及一种改善锂电池负极片开裂的添加剂、制备方法及应用。
技术介绍
1、在锂电池制造过程中，负极涂布是一项关键工序。负极涂布是将负极浆料通过挤压式涂布、转移式涂布、喷涂等涂布方式均匀涂覆在基材上，同时在烘箱内通过负压高温环境中干燥，除去负极浆料中的溶剂，得到固体粉料粘附在基材上。
2、如在厚涂过程中，由于里层与表面的溶剂挥发速度不同，当表面溶剂快速挥发后，里层的溶剂仍未挥发，造成里层与表面形成一定的温度差，导致极片出现干裂现象。
3、为了避免上述现象发生，往往会在负极浆料中加入防开裂的添加剂。但是现有添加剂中，n-甲基吡咯烷酮(nmp)有一定毒性，且极片中残留的nmp对电池性能有一定负面影响，而其他低分子添加剂如丙二醇等添加量较大，不利于电池能量密度的提高。再如，cn109841789a公开了一种锂离子电池水性负极片涂布开裂的改善工艺，包括如下步骤：按照工艺要求把负极材料、粘结剂、增稠剂、溶剂、导电剂充分混合搅拌，配制好原始浆料；把瓶装固态的ec（碳酸乙烯酯）加热，使其受热变为液态；把一定量的ec（碳酸乙烯酯）加入到原始浆料中进行分散；配制完成后的浆料，调至涂布工艺粘度要求范围；将配制完成后的浆料进行涂布。所述ec（碳酸乙烯酯）的量为浆料配比中干料重量的0.5%～1%。该技术中碳酸乙烯酯的用量较高，并且其挥发性低，存在使极片中电解液的局部粘度增大、恶化电池性能的隐患。
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的技术问题是，针对现有技术的不
2、为解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案是：
3、一种改善锂电池负极片开裂的添加剂，包括：碳酸乙烯酯、1，3-丁二醇和n-甲基吡咯烷酮，所述碳酸乙烯酯、1，3-丁二醇和n-甲基吡咯烷酮的重量比为1：（1-1.2）：（1-1.2）。
4、可选的，所述添加剂的用量不小于负极浆料干重的0.05%。
5、可选的，所述碳酸乙烯酯、1，3-丁二醇和n-甲基吡咯烷酮的重量比为1：1：1。
6、可选的，所述添加剂的用量不大于负极浆料干重的0.20%。
7、本专利技术还提供了所述改善锂电池负极片开裂的添加剂的制备方法，包括以下步骤：提供碳酸乙烯酯、1，3-丁二醇和n-甲基吡咯烷酮；加热碳酸乙烯酯至液态；将n-甲基吡咯烷酮、1,3-丁二醇和液态碳酸乙烯酯依次混合，对混合溶液进行搅拌，制得。
8、可选的，所述碳酸乙烯酯的加热温度为35-40℃。
9、本专利技术还提供了所述改善锂电池负极片开裂的添加剂在制备锂电池负极片中的应用，将所述添加剂添加在制备所述锂电池负极片的负极浆料中，所述添加剂的用量不大于负极浆料干重的0.20%。
10、一种锂电池负极片，包含所述改善锂电池负极片开裂的添加剂，所述添加剂的用量为负极浆料干重的0.05%-0.20%。
11、浆料涂布是继制备浆料完成后的下一道工序，此工序主要目的是将稳定性好、粘度合适、流动性好的浆料均匀地涂覆在正负极集流体上。极片涂布对锂电池电池的容量、一致性、安全性等的具有重要的意义。涂布过程中减少涂布缺陷，提高涂布质量和良品率，降低成本是涂布工艺需要研究的重要内容。
12、浆料涂布烘干后出现开裂现象是极片常见的表面缺陷之一，可能由多种因素引起，包括材料选择、工艺参数控制、设备状态以及环境条件等。例如，浆料中的溶剂在干燥过程中蒸发，导致极片厚度变薄，粘结剂被压缩，干燥后极片可能产生开裂。再如，基材与浆料的表面张力不匹配，通常情况下，铜铝箔的表面张力必须高于所涂覆的溶液的表面张力，否则溶液在基材上难以平整铺展，可能导致开裂。因此，为了防止极片出现开裂现象，除了需要严格控制工艺参数、设备状态以及环境条件，材料的选择搭配也很重要。
13、涂布液的均匀性、稳定性、边缘和表面效应受到涂布液的流变特性影响，从而直接决定涂层的质量。目前解决涂层开裂的方法主要是在浆料中添加一些化学物质，例如：羧甲基纤维素钠、n-甲基吡咯烷酮和水（cn114335528a）、羟乙基纤维素和n-甲基吡咯烷酮（cn113937292a）、碳酸乙烯酯（cn109841789a）、碳酸丙烯酯（cn107919459a）、丙二醇和/或丁二醇（cn111933905a）、聚丙二醇和聚乙二醇水溶液（cn114976004a）等，上述每种物质或物质的组合在不同的工艺或应用环境中发挥出了防止极片开裂等作用，上述防开裂添加剂的用量普通在负极浆料干重的0.5%以上。从这些文献中可以看到，防开裂添加剂的种类不同，实际作用原理存在差异；同时防开裂添加剂的用量较之极片浆料中的其他成分是相对较少的，但是其发挥的作用却不容小觑；防开裂添加剂在正确使用时，可防止开裂，对锂电池性能不产生负面影响，有的还可产生积极作用，但若使用不合理，则会对极片性能产生明显负面影响。所以，防开裂问题虽然看似是对涂布液的特性进行调整，但是还需关注到涂布后的极片对锂电池性能的影响。如果解决涂层的防开裂问题是以牺牲锂电池性能为代价，那么这种措施显然是比较片面，不可取的。因此，寻求一种既能防止极片涂层开裂，又能对锂电池性能产生积极影响的添加剂是当前的迫切需求。
14、与现有技术相比，本专利技术的有益效果如下：
15、本专利技术通过上述技术方案提供一种改善锂电池负极片开裂的添加剂，以碳酸乙烯酯、1，3-丁二醇和n-甲基吡咯烷酮进行特定组合，在使用量相对更少的情况下，取得了较佳的防开裂效果，同时对锂电池性能无负面影响，对部分性能指标还具有一定的改善作用。
16、其中，碳酸乙烯酯、1，3-丁二醇和n-甲基吡咯烷酮以特定比例搭配使用，能够克服单一使用存在的弊端。具体地，本专利技术在用量方面，各物质用量更少，就碳酸乙烯酯而言，虽然其本身为锂电池电解液常用溶剂，但是单一使用用量高，客观上存在着恶化锂电池性能的隐患，而更少的用量将会带来更少的残留，降低了对锂电池可能存在的负面影响；就1，3-丁二醇和n-甲基吡咯烷酮而言，本专利技术用量少，挥发性也小，不易在涂布烘干过程中挥发，耐抽出性好，可以在较少用量的基础上发挥防开裂效果。本专利技术在效果方面，虽然碳酸乙烯酯和n-甲基吡咯烷酮单一使用均具有防开裂的效果（cn109841789a），但是诸多研究表明，单一使用碳酸乙烯酯和n-甲基吡咯烷酮用量较高，也存在着对锂电池性能部分指标的不良影响，整体上影响锂电池的性能。本专利技术以碳酸乙烯酯、1，3-丁二醇和n-甲基吡咯烷酮进行组合使用，添加量为负极浆料干重的0.05-0.2%，不仅具有良好的防开裂效果，而且对锂电池常规性能无不良影响。
17、本专利技术添加剂包括碳酸乙烯酯、1，3-丁二醇和n-甲基吡咯烷酮，碳酸乙烯酯、1，3-丁二醇和n-甲基吡咯烷酮的重量比为1：（1-1.2）：（1-1.2），在涂布时能够调节浆料体系的表面张力，在烘干过程中，通过影响浆料凝固及溶剂挥发的过程，减少由于极片不同区域烘干速度不同造成的张力不均现象，增加极本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种改善锂电池负极片开裂的添加剂，其特征在于：包括：碳酸乙烯酯、1，3-丁二醇和N-甲基吡咯烷酮，所述碳酸乙烯酯、1，3-丁二醇和N-甲基吡咯烷酮的重量比为1：（1-1.2）：（1-1.2）。
2.如权利要求1所述的一种改善锂电池负极片开裂的添加剂，其特征在于：所述添加剂的用量不大于负极浆料干重的0.20%。
3.如权利要求2所述的一种改善锂电池负极片开裂的添加剂，其特征在于：所述碳酸乙烯酯、1，3-丁二醇和N-甲基吡咯烷酮的重量比为1：1：1。
4.如权利要求3所述的一种改善锂电池负极片开裂的添加剂，其特征在于：所述添加剂的用量为负极浆料干重的0.05%-0.20%。
5.如权利要求4所述的一种改善锂电池负极片开裂的添加剂的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：提供碳酸乙烯酯、1，3-丁二醇和N-甲基吡咯烷酮；加热碳酸乙烯酯至液态；将N-甲基吡咯烷酮、1,3-丁二醇和液态碳酸乙烯酯依次混合，对混合溶液进行搅拌，制得。
6.如权利要求5所述的一种改善锂电池负极片开裂的添加剂的制备方法，其特征在于：所述碳酸乙烯酯的加热温
7.如权利要求1-6任一项所述的一种改善锂电池负极片开裂的添加剂在制备锂电池负极片中的应用，其特征在于：将所述添加剂添加至制备所述锂电池负极片的负极浆料中，所述添加剂的用量不大于负极浆料干重的0.20%。
8.一种锂电池负极片，其特征在于：包含如权利要求1-6任一项所述的一种改善锂电池负极片开裂的添加剂，所述添加剂的用量为负极浆料干重的0.05%-0.20%。
...【技术特征摘要】
1.一种改善锂电池负极片开裂的添加剂，其特征在于：包括：碳酸乙烯酯、1，3-丁二醇和n-甲基吡咯烷酮，所述碳酸乙烯酯、1，3-丁二醇和n-甲基吡咯烷酮的重量比为1：（1-1.2）：（1-1.2）。
2.如权利要求1所述的一种改善锂电池负极片开裂的添加剂，其特征在于：所述添加剂的用量不大于负极浆料干重的0.20%。
3.如权利要求2所述的一种改善锂电池负极片开裂的添加剂，其特征在于：所述碳酸乙烯酯、1，3-丁二醇和n-甲基吡咯烷酮的重量比为1：1：1。
4.如权利要求3所述的一种改善锂电池负极片开裂的添加剂，其特征在于：所述添加剂的用量为负极浆料干重的0.05%-0.20%。
5.如权利要求4所述的一种改善锂电池负极片开裂的添加剂的制备方法，其特...
【专利技术属性】
技术研发人员：曹智铭，王长顺，杨春蔚，张廷龙，徐亮，
申请(专利权)人：河南福森新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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