[发明专利]一种涂布液、其使用方法及电池极片

说明书

技术领域

本发明属于电化学技术领域，尤其涉及一种涂布液、其使用方法及电池极片。

背景技术

常规的电化学装置中，电池极片制作工艺是将活性材料浆料直接涂布于金属集电体表面，干燥后通过粘结剂实现活性材料固定于集电体表面。然而，这样的结构设计存在如下两方面的缺陷：1)刚性的金属集电体与活性材料颗粒间的接触面积有限，界面电阻较大，引起电池内阻的上升，对于电化学装置的性能存在负面影响；2)粘结剂的粘结强度有限，在持续的充放电过程中，很容易发生活性材料与集流体间的膨胀脱离，导致电池内阻进一步加大，使得循环寿命和电池的安全性能受到影响。因此，降低集电体与活性材料间的界面电阻，提高两者之间的粘结强度是提升锂二次电池性能的重要手段。在金属集电体表面引入导电涂层可有效提高活性材料与金属集电体之前的粘附力，降低界面阻抗，减少电解液对金属集电体的腐蚀，有利于延长电化学装置的使用寿命及提高其安全性。

申请号为201180042480.2的中国专利公开了一种用于金属集电体的涂布液，该涂布液含导电材料，有多糖及多糖的衍生物，另含有有机酸及其衍生物。将该衍生物涂布于金属表面后，通过多糖与有机酸之间的缩合反应形成交联涂层，从而实现导电涂层在金属表面的固定。

申请号为CN00814654.3的中国专利公开一种用于涂覆金属表面的涂层机，该涂层剂含有导电材料、高温下可固化的粘结剂及其他辅助性物质，其利用聚氨酯/丙烯酸酯共聚物、聚氨酯/聚碳酸酯分散体、聚氨酯/聚酯分散体和丙烯酸酯共聚物分散体剂其混合物在高温下的交联实现导电涂层的固化。

但上述两种方法均采用一步法实现导电涂层的固化，固化效率较低，导电涂层稳定性较差，与集电体间的相互作用也较弱，这些缺点一方面会影响改性后集电体的导电性能，另一方面也影响其长期使用的稳定性。

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种涂布液、其使用方法及电池极片，该涂布液提高导电涂层的稳定性。

本发明提供了一种涂布液，包括A组分与B组分；

所述A组分包括：5～40重量份的第一聚合物、5～35重量份的第二聚合物、0.1～5重量份的第一交联剂与10～70重量份的水；所述第一聚合物选自聚氨酯及其衍生物、聚乙烯醇及其衍生物、酚醛树脂、聚丙烯酰胺及其衍生物中的一种或多种；所述第二聚合物选自聚丙烯酸及其衍生物、多糖类聚合物、聚乙烯醇及其衍生物、聚酯、聚氨酯及其衍生物的一种或多种；

所述B组分包括：0.01～5重量份的第二交联剂与10～90重量份的水。

优选的，所述A组分中第一聚合物、第二聚合物与第一交联剂的总量在A组分中的质量分数小于等于40％。

优选的，所述第一交联剂选自醛类交联剂和/或酸酐类交联剂。

优选的，所述第二交联剂选自醛类交联剂、金属的多核羟桥络离子与酚类交联剂中的一种或多种。

优选的，所述醛类交联剂选自甲醛、乙二醛、戊二醛与脲醛中的一种或多种；所述金属的多核羟桥络离子选自锆的多核羟桥络离子和/或铬的多核羟桥络离子；所述酚类交联剂选自苯酚和/或间苯二酚。

优选的，所述A组分还包括20～50重量份的导电材料。

本发明还提供了一种涂布液的使用方法，包括以下步骤：

S1)将A组分涂布于金属表面，得到涂布后的金属；

S2)将所述涂布后的金属在B组分中浸渍，然后进行水浴，干燥后得到表面附着有涂层的金属；

所述A组分包括：5～40重量份的第一聚合物、5～35重量份的第二聚合物、0.1～5重量份的第一交联剂与10～70重量份的水；所述第一聚合物选自聚氨酯及其衍生物、聚乙烯醇及其衍生物、酚醛树脂、聚丙烯酰胺及其衍生物中的一种或多种；所述第二聚合物选自聚丙烯酸及其衍生物、多糖类聚合物、聚乙烯醇及其衍生物、聚酯、聚氨酯及其衍生物的一种或多种；

所述B组分包括：0.01～5重量份的第二交联剂与10～90重量份的水。

优选的，所述步骤S2)中B组分的温度为100℃～150℃；所述干燥的温度为50℃～150℃。

本发明还提供了一种电池极片，包括集电体与附着在集电体表面的活性物质层；所述活性物质层由上述的涂布液形成。

本发明还提供了一种电化学元件，包括上述的电极极片。