System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 钠离子电池正极材料复合粘结剂体系及正极浆料制造技术_技高网

钠离子电池正极材料复合粘结剂体系及正极浆料制造技术

技术编号:44838916 阅读:5 留言:0更新日期:2025-04-01 19:37
本发明专利技术公开了一种钠离子电池正极材料复合粘结剂体系及钠离子电池正极浆料,该粘结剂体系包括以下质量配比的组分:PEG:PAA:PVDF为20‑30:7‑13:60‑70。本发明专利技术的钠离子电池正极材料复合粘结剂体系具有粘接力强、流动性好和包裹层薄的特点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉钠离子电池,具体是指一种钠离子电池正极材料复合粘结剂体系及正极浆料


技术介绍

1、钠离子电池(sodium-ion battery, sib)作为新兴的电池技术,因其资源丰富、成本低廉而受到广泛关注。在钠离子电池中,正极材料的选择和粘结剂的性能对电池的整体性能有着重要影响。目前常见的钠离子电池正极粘结剂及其性能优缺点如下:

2、聚乙烯醇(paa)粘结剂,其优点为:良好的水溶性,易于加工;在高温下具有较好的热稳定性。同时,其也有自身的不足:在电池工作过程中,水分的存在可能导致电解液的渗透,影响电池性能。

3、聚偏氟乙烯(pvdf)粘结剂,其优点为:优异的化学稳定性和电绝缘性;在高温下仍能保持良好的机械强度。其缺点在于:溶剂使用较多,环境友好性较差;成本相对较高。

4、聚氨酯(pu)粘结剂,其优点为:良好的柔韧性和粘附性;可以通过调节聚合物的结构来优化性能。其缺点为:在高温下可能会降解,影响电池的长期稳定性。

5、聚丙烯酸(paa)粘结剂,paa 也是一种常用的水溶性粘结剂,能够与钠离子电池的正极材料形成良好的结合。它的优点在于能够在较低的温度下进行交联,从而提高电极的稳定性。其应用短板在于:热稳定性较差、水分敏感容易吸潮、电导率较低限制了其在高倍率电池的应用。

6、据此,粘结剂体系的发展,限制了钠离子电池正极浆料的工艺推广应用。


技术实现思路

1、本专利技术的目的是提供一种钠离子电池正极材料复合粘结剂体系,具有粘接力强、流动性好和包裹层薄的特点。

2、本专利技术可以通过以下技术方案来实现:

3、本专利技术公开了一种钠离子电池正极材料复合粘结剂体系,包括以下质量配比的组分:peg:paa:pvdf为20-30:7-13:60-70。

4、在复合粘结剂体系中,不同组分的结构式如下所示:

5、  

6、在本专利技术中,peg、paa和pvdf三者混合形成复合粘结剂体系,先后经历物理混合、化学反应等过程,进而提升了复合粘结剂的性能。在物理混合过程中, peg 溶于nmp中,进一步的,在升温的条件下(60-80℃),paa通过peg溶液提供的流动性以及peg与paa形成氢键交联,促进paa溶解。最后将易溶于nmp的pvdf粉末加入,溶解的pvdf与paa形成网络交联结构,新的复合粘结剂在pvdf的基础上提供了丰富的羟基(-oh)和羧基(-cooh),具有良好的粘接效果,同时,避免了pvdf作为单独粘结剂时制浆过程中浆料易凝胶化的缺点。

7、进一步地,在该复合粘结剂体系中,不同组分的浓度为: peg 20-30份、paa7-13份、pvdf 60-70份,该浓度为质量浓度。

8、进一步地,在复合粘结剂体系中,溶剂为nmp。

9、进一步地,在复合粘结剂体系中,不同组分的分子量为:peg 400-600,相对于高分子量的peg是白色膏状物,低分子量的peg是无色透明的液体,便于开展后续工序;paa 10万-20万,为市售成熟产品;pvdf 50万-100万,为市售成熟产品。

10、本专利技术另外一个方面在于保护一种钠离子电池正极浆料,包括以下质量份的组分:钠离子电池正极活性材料96-97.5份、上述复合粘结剂1.0-3.5份、导电剂0.5-1.5份。

11、进一步地,该钠离子电池正极浆料的固含量为55-75%、粘度为4000-12000 cp

12、进一步地,该钠离子电池正极活性材料为磷酸焦磷酸铁钠(nfpp)、硫酸铁钠(nfso)。

13、进一步地,该钠离子电池正极浆料采用转移式或挤压式方式进行涂布。

14、进一步地,导电剂为鳞片石墨、低比表炭黑(30-60 m2/g)、高比表炭黑(600-2500m2/g)和钠米碳管(多壁、寡壁和单壁)中的一种或二种以上。

15、进一步地,该正极浆料涂布后的烘烤温度为70-120℃。

16、本专利技术一种钠离子电池正极材料复合粘结剂体系,具有如下的有益效果:

17、第一、粘结能力强,在本专利技术中,由于接支了更多的极性基团,如羟基(-oh)和羧基(-cooh),产品的粘接力提升明显

18、第二、流动性优异,在本专利技术中不同组分经过物理溶解和化学交联后,具备良好的网状结构,包括在活性颗粒和导电剂表面;同时,交联后的产物,一定程度上抑制了在碱性条件下,纯的pvdf脱hf导致的凝胶,从而增强了流动性;

19、第三、包裹层薄,在本专利技术中由于粘结剂体系具有优异的流动性,故而胶类物质在颗粒表面的包裹层薄,这有别于有凝胶趋势的纯pvdf胶液,有效节省用量

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【技术保护点】

1.一种钠离子电池正极材料复合粘结剂体系,其特征在于:包括以下质量配比的组分:PEG:PAA:PVDF为20-30:7-13:60-70。

2.根据权利要求1所述的钠离子电池正极材料复合粘结剂体系,其特征在于:在该复合粘结剂体系中,不同组分的浓度为:PEG 20-30份、PAA 7-13%、PVDF 60-70份。

3.根据权利要求2所述的钠离子电池正极材料复合粘结剂体系,其特征在于:在复合粘结剂体系中,溶剂为NMP。

4.根据权利要求3所述的钠离子电池正极材料复合粘结剂体系,其特征在于:在复合粘结剂体系中,不同组分的分子量为:PEG 400-600、PAA 10万-20万、PVDF 50万-100万。

5.一种钠离子电池正极浆料,其特征在于包括以下质量份的组分:钠离子电池正极活性材料96-97.5份、权利要求1-4任一项所述复合粘结剂1.0-3.5份、导电剂0.5-1.5份。

6.根据权利要求5所述的钠离子电池正极浆料,其特征在于:该钠离子电池正极浆料的固含量为55-75%、粘度为4000-12000 cp。

<p>7.根据权利要求6所述的钠离子电池正极浆料,其特征在于:该钠离子电池正极活性材料为磷酸焦磷酸铁钠和/或硫酸铁钠。

8.根据权利要求7所述的钠离子电池正极浆料,其特征在于:该钠离子电池正极浆料采用挤压或者转移式方式进行涂布。

9.根据权利要求8所述的钠离子电池正极浆料,其特征在于:所述导电剂为鳞片石墨、炭黑和钠米碳管中的一种或二种以上。

10.根据权利要求9所述的钠离子电池正极浆料,其特征在于:该正极浆料涂布后的烘烤温度为70-120 ℃。

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【技术特征摘要】

1.一种钠离子电池正极材料复合粘结剂体系,其特征在于:包括以下质量配比的组分:peg:paa:pvdf为20-30:7-13:60-70。

2.根据权利要求1所述的钠离子电池正极材料复合粘结剂体系,其特征在于:在该复合粘结剂体系中,不同组分的浓度为:peg 20-30份、paa 7-13%、pvdf 60-70份。

3.根据权利要求2所述的钠离子电池正极材料复合粘结剂体系,其特征在于:在复合粘结剂体系中,溶剂为nmp。

4.根据权利要求3所述的钠离子电池正极材料复合粘结剂体系,其特征在于:在复合粘结剂体系中,不同组分的分子量为:peg 400-600、paa 10万-20万、pvdf 50万-100万。

5.一种钠离子电池正极浆料,其特征在于包括以下质量份的组分:钠离子电池正极活性...

【专利技术属性】
技术研发人员:朱勇田延刚苏若景高振
申请(专利权)人:深圳珈钠能源科技有限公司
类型:发明
国别省市:

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