【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及锂电池，尤其涉及一种锂电池正极电极膜及其制备方法。
技术介绍
1、伴随“双碳”目标的不断落实和推进，新能源产业逐渐成为当下的研究热点。作为清洁储能装置之一的锂离子电池已被广泛用于移动电话、笔记本电脑等便携式电子设备及电动汽车领域，因其能量密度和电压高、循环寿命长、自放电率低、无记忆效应、放电电压稳定、充放电快速和环保等一系列优点，引起国际电池界和科技界的普遍关注和重视。电极是锂离子电池的核心部件，而锂电池正极电极膜是决定锂电池综合性能优劣的关键因素。因此，开发综合性能和性能稳定性佳的锂电池正极电极膜显得尤为重要。
2、现有的锂电池正极电极膜通常包括含锂活性物质（用于提供锂离子和接受锂单质）、粘合剂和导电剂制成，其中含锂活性物质提供电池容量，粘合剂保证电极膜本身形状的稳定性以及和集流体之间贴附的牢度，导电剂则提高了电极膜的电子电导率，保证了锂电池良好的充放电性能。然而，市面上的锂电池正极电极膜应用于锂电池中制成的锂电池比容量和循环使用寿命有待进一步提高，电解液耐受性、剥离强度和耐湿热老化性能有待进一步改善，使用寿命有待进一步延长。
3、如，申请公布号为cn117497685a的中国专利技术专利公开了一种正极材料及其改性方法、干法制备锂电池正极电极膜的方法和正极电极膜及锂离子电池，该申请预先使用包括钛酸酯偶联剂和正硅酸酯的复合改性剂对正极材料进行表面修饰，利用经过表面修饰的改性正极材料制备正极膜，在制备正极膜的过程中， 使修饰层进一步聚合，利用聚合后的修饰层在粘结剂、导电物质及正极之间形成三维网
4、可见，开发一种电解液耐受性、剥离强度和耐湿热老化性能优异，应用于锂电池中制成的锂电池比容量高、循环使用寿命长的锂电池正极电极膜及其制备方法符合市场需求，具有广泛的市场价值和应用前景，对促进锂电池正极电极膜领域的发展具有非常重要的意义。
技术实现思路
1、本专利技术的主要目的在于提供一种电解液耐受性、剥离强度和耐湿热老化性能优异，应用于锂电池中制成的锂电池比容量高、循环使用寿命长的锂电池正极电极膜及其制备方法。
2、为达到以上目的，本专利技术提供一种锂电池正极电极膜，由如下按重量份数计的原料制成：改性活性材料90-95份、导电剂8-15份、粘结剂6-10份、(3,6-二氨基吖啶-9-基)硼酸1-2份、1,4-二氨基-2,3-二氰基蒽醌0.8-1.2份、二苯基甲烷二异氰酸酯0.2-0.5份、催化剂0.1-0.3份；所述粘结剂包括如下单体引入的结构单元：甲基乙烯基二(丁酮肟基)硅烷、2-甲基-n-[2-(2-氧-1-咪唑烷基)乙基]-2-丙烯酰胺、二环戊烯甲基丙烯酸酯、3-(1,1-二氟-2-丙烯-1-基)-2(1h)-喹喔啉酮、n-三羟甲基甲基丙烯酰胺。
3、优选的，所述改性活性材料的制备方法，包括如下步骤：将活性材料分散于有机溶剂中，再向其中加入1-烯丙基-3-乙烯基咪唑氯盐、3-[n,n-二甲基-[2-(2-甲基丙-2-烯酰氧基)乙基]铵]丙烷-1-磺酸内盐、甲基丙烯酸缩水甘油酯和引发剂，在氮气氛围，60-70℃下搅拌反应3-5h，后旋蒸除去溶剂，得到改性活性材料。
4、优选的，所述活性材料为licoo2、limn2o4、limno2、linio2、lifepo4、limnpo4、lini0.8co0.2o2中的任意一种。
5、优选的，所述活性材料、有机溶剂、1-烯丙基-3-乙烯基咪唑氯盐、3-[n,n-二甲基-[2-(2-甲基丙-2-烯酰氧基)乙基]铵]丙烷-1-磺酸内盐、甲基丙烯酸缩水甘油酯、引发剂的质量比为1:(3-5):0.1:(0.08-0.12):0.05:(0.001-0.003)。
6、优选的，所述有机溶剂为二甲亚砜、n,n-二甲基甲酰胺、n-甲基吡咯烷酮中的至少一种；所述引发剂为偶氮二异丁腈。
7、优选的，所述导电剂为乙炔炭黑、super p、科琴黑、侧链具有亲水性基团的聚噻吩按质量比1:(1-2):(0.8-1.2):0.3混合形成的混合物。
8、优选的，所述侧链具有亲水性基团的聚噻吩是按授权公告号为cn105860033b的中国专利技术专利实施例2的方法制成。
9、优选的，所述催化剂为环保有机锡催化剂 cucat-s9，由广州优润合成材料有限公司提供。
10、优选的，所述粘结剂的制备方法，包括如下步骤：将甲基乙烯基二(丁酮肟基)硅烷、2-甲基-n-[2-(2-氧-1-咪唑烷基)乙基]-2-丙烯酰胺、二环戊烯甲基丙烯酸酯、3-(1,1-二氟-2-丙烯-1-基)-2(1h)-喹喔啉酮、n-三羟甲基甲基丙烯酰胺、偶氮二异丁腈加入到n-甲基吡咯烷酮中，在惰性气体氛围，60-70℃下搅拌反应4-6h，后在水中沉出，并用乙醇洗涤沉出的聚合物3-6次，最后置于真空干燥箱85-95℃下干燥至恒重，得到粘结剂。
11、优选的，所述甲基乙烯基二(丁酮肟基)硅烷、2-甲基-n-[2-(2-氧-1-咪唑烷基)乙基]-2-丙烯酰胺、二环戊烯甲基丙烯酸酯、3-(1,1-二氟-2-丙烯-1-基)-2(1h)-喹喔啉酮、n-三羟甲基甲基丙烯酰胺、偶氮二异丁腈、n-甲基吡咯烷酮的质量比为0.5:(1-2):(0.5-0.8):(0.3-0.5):0.2:(0.03-0.05):(10-15)。
12、优选的，所述惰性气体为氮气、氦气、氖气、氩气中的任意一种。
13、本专利技术的另一个目的，在于提供一种所述锂电池正极电极膜的制备方法，包括如下步骤：
14、步骤s1、将各原料按重量份混合均匀后，研磨过100-300目筛，得到混合料；
15、步骤s2、将所述的混合料进行纤维化处理得到混合物；
16、步骤s3、对得到的混合物进行加热压延处理，制得锂电池正极电极膜。
17、优选的，步骤s2中所述纤维化处理具体为气流造丝，所述气流造丝的气体压力0.4-0.9mpa，进料速度100-350g/min。
18、优选的，步骤s3中所述加热压延处理的温度为85-125℃，速度为5-20m/min。
19、由于上述技术方案的运用，本专利技术具有以下有益效果：
20、（1）本专利技术公开的锂电池正极电极膜的制备方法，制备工艺和所需设备简单，操作控制方便，耗能低，对环境影响小，适合连续规模化生产使用，经济效益和社会效益明显。
21、（2）本专利技术公开的锂电池正极电极膜，由如下按重量份数计的原料制成：改性活性材料90-95份、导电剂8-15份、粘结剂6-10份、(3,6-二氨基吖啶-9-基)硼酸1-2份、1,4-二氨基-2,3-二氰基蒽醌0.8-1.2份、二苯基甲烷二异氰酸酯0.2-本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种锂电池正极电极膜，其特征在于，由如下按重量份数计的原料制成：改性活性材料90-95份、导电剂8-15份、粘结剂6-10份、(3,6-二氨基吖啶-9-基)硼酸1-2份、1,4-二氨基-2,3-二氰基蒽醌0.8-1.2份、二苯基甲烷二异氰酸酯0.2-0.5份、催化剂0.1-0.3份；所述粘结剂包括如下单体引入的结构单元：甲基乙烯基二(丁酮肟基)硅烷、2-甲基-N-[2-(2-氧-1-咪唑烷基)乙基]-2-丙烯酰胺、二环戊烯甲基丙烯酸酯、3-(1,1-二氟-2-丙烯-1-基)-2(1H)-喹喔啉酮、N-三羟甲基甲基丙烯酰胺。
2.根据权利要求1所述的锂电池正极电极膜，其特征在于，所述改性活性材料的制备方法，包括如下步骤：将活性材料分散于有机溶剂中，再向其中加入1-烯丙基-3-乙烯基咪唑氯盐、3-[N,N-二甲基-[2-(2-甲基丙-2-烯酰氧基)乙基]铵]丙烷-1-磺酸内盐、甲基丙烯酸缩水甘油酯和引发剂，在氮气氛围，60-70℃下搅拌反应3-5h，后旋蒸除去溶剂，得到改性活性材料。
3.根据权利要求2所述的锂电池正极电极膜，其特征在于，所述活性材料为Li
4.根据权利要求2所述的锂电池正极电极膜，其特征在于，所述活性材料、有机溶剂、1-烯丙基-3-乙烯基咪唑氯盐、3-[N,N-二甲基-[2-(2-甲基丙-2-烯酰氧基)乙基]铵]丙烷-1-磺酸内盐、甲基丙烯酸缩水甘油酯、引发剂的质量比为1:(3-5):0.1:(0.08-0.12):0.05:(0.001-0.003)。
5.根据权利要求2所述的锂电池正极电极膜，其特征在于，所述有机溶剂为二甲亚砜、N,N-二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮中的至少一种；所述引发剂为偶氮二异丁腈。
6.根据权利要求1所述的锂电池正极电极膜，其特征在于，所述导电剂为乙炔炭黑、Super P、科琴黑、侧链具有亲水性基团的聚噻吩按质量比1:(1-2):(0.8-1.2):0.3混合形成的混合物；所述催化剂为环保有机锡催化剂 CUCAT-S9。
7.根据权利要求1所述的锂电池正极电极膜，其特征在于，所述粘结剂的制备方法，包括如下步骤：将甲基乙烯基二(丁酮肟基)硅烷、2-甲基-N-[2-(2-氧-1-咪唑烷基)乙基]-2-丙烯酰胺、二环戊烯甲基丙烯酸酯、3-(1,1-二氟-2-丙烯-1-基)-2(1H)-喹喔啉酮、N-三羟甲基甲基丙烯酰胺、偶氮二异丁腈加入到N-甲基吡咯烷酮中，在惰性气体氛围，60-70℃下搅拌反应4-6h，后在水中沉出，并用乙醇洗涤沉出的聚合物3-6次，最后置于真空干燥箱85-95℃下干燥至恒重，得到粘结剂。
8.根据权利要求7所述的锂电池正极电极膜，其特征在于，所述甲基乙烯基二(丁酮肟基)硅烷、2-甲基-N-[2-(2-氧-1-咪唑烷基)乙基]-2-丙烯酰胺、二环戊烯甲基丙烯酸酯、3-(1,1-二氟-2-丙烯-1-基)-2(1H)-喹喔啉酮、N-三羟甲基甲基丙烯酰胺、偶氮二异丁腈、N-甲基吡咯烷酮的质量比为0.5:(1-2):(0.5-0.8):(0.3-0.5):0.2:(0.03-0.05):(10-15)；所述惰性气体为氮气、氦气、氖气、氩气中的任意一种。
9.一种根据权利要求1-8任一项所述锂电池正极电极膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
10.根据权利要求9所述锂电池正极电极膜的制备方法，其特征在于，步骤S2中所述纤维化处理具体为气流造丝，所述气流造丝的气体压力0.4-0.9MPa，进料速度100-350g/min；步骤S3中所述加热压延处理的温度为85-125℃，速度为5-20m/min。
...【技术特征摘要】
1.一种锂电池正极电极膜，其特征在于，由如下按重量份数计的原料制成：改性活性材料90-95份、导电剂8-15份、粘结剂6-10份、(3,6-二氨基吖啶-9-基)硼酸1-2份、1,4-二氨基-2,3-二氰基蒽醌0.8-1.2份、二苯基甲烷二异氰酸酯0.2-0.5份、催化剂0.1-0.3份；所述粘结剂包括如下单体引入的结构单元：甲基乙烯基二(丁酮肟基)硅烷、2-甲基-n-[2-(2-氧-1-咪唑烷基)乙基]-2-丙烯酰胺、二环戊烯甲基丙烯酸酯、3-(1,1-二氟-2-丙烯-1-基)-2(1h)-喹喔啉酮、n-三羟甲基甲基丙烯酰胺。
2.根据权利要求1所述的锂电池正极电极膜，其特征在于，所述改性活性材料的制备方法，包括如下步骤：将活性材料分散于有机溶剂中，再向其中加入1-烯丙基-3-乙烯基咪唑氯盐、3-[n,n-二甲基-[2-(2-甲基丙-2-烯酰氧基)乙基]铵]丙烷-1-磺酸内盐、甲基丙烯酸缩水甘油酯和引发剂，在氮气氛围，60-70℃下搅拌反应3-5h，后旋蒸除去溶剂，得到改性活性材料。
3.根据权利要求2所述的锂电池正极电极膜，其特征在于，所述活性材料为licoo2、limn2o4、limno2、linio2、lifepo4、limnpo4、lini0.8co0.2o2中的任意一种。
4.根据权利要求2所述的锂电池正极电极膜，其特征在于，所述活性材料、有机溶剂、1-烯丙基-3-乙烯基咪唑氯盐、3-[n,n-二甲基-[2-(2-甲基丙-2-烯酰氧基)乙基]铵]丙烷-1-磺酸内盐、甲基丙烯酸缩水甘油酯、引发剂的质量比为1:(3-5):0.1:(0.08-0.12):0.05:(0.001-0.003)。
5.根据权利要求2所述的锂电池正极电极膜，其特征在于，所述有机溶剂为二甲亚砜、n,n-二甲基甲酰胺、n-甲基吡咯烷酮中的至少一种；所述引发剂为偶氮二...
【专利技术属性】
技术研发人员：高曦，李永胜，夏超华，周青兵，
申请(专利权)人：苏州市新广益电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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