[发明专利]粘结剂及其应用、正极浆料及其应用、锂离子电池正极极片、锂离子电池及其应用

说明书

本发明提供了一种粘结剂及其应用、正极浆料及其应用、锂离子电池正极极片、锂离子电池及其应用，属于正极浆料技术领域。本发明提供了一种粘结剂，包括聚偏氟乙烯和改性聚偏氟乙烯；其中，所述改性聚偏氟乙烯为含有羰基的改性聚偏氟乙烯；所述聚偏氟乙烯和改性聚偏氟乙烯的重量比为4.8‑5.2:1。改性聚偏氟乙烯中的羰基和集流体之间的静电作用大大增加了正极浆料中活性物质和集流体间的粘结力，通过调节粘结剂中聚偏氟乙烯和改性聚偏氟乙烯的配比，使该粘结剂既保证了正极浆料中的活性物质之间、活性物质与集流体之间的粘结，也降低了粘结剂在正极浆料中的使用量，从而使得该粘结剂用作正极涂料时，可提高正极极片的压实密度。

技术领域

本发明属于正极浆料技术领域，具体涉及一种粘结剂及其应用、正极浆料及其应用、锂离子电池正极极片、锂离子电池及其应用。

背景技术

锂离子电池具有比能量高、循环寿命长及无污染等优点，能够大规模应用于新能源电动车、智能手机、数码相机、笔记本电脑等领域。近年来随着国家提高动力电池及系统能量密度门槛要求，进一步鼓励高性能动力电池应用，明确提出了锂离子动力电池今后的发展目标，要求到2020年，锂离子动力电池单体重量能量密度达到300Wh/kg，对锂离子电池的能量密度提出了具体的指标要求。

锂离子电池在制作过程中，材料压实密度被看作电池材料能量密度的参考指标之一，对电池性能有较大的影响。一般来说，压实密度越大，电池的容量也就越高，电池的能量密度也就越高。压实密度＝面密度/(极片辊压后的厚度-集流体厚度)。通常锂离子电池极片的面密度以及粘结剂和导电剂的用量都会影响极片的压实密度，导电剂和粘结剂的加入量越多则极片压实密度越低。

在增大电池能量密度的方法中，增加材料的面密度是一种比较常用的方法，但此种方法却存在诸多缺陷，例如，这种方法容易导致极片发生过压，而极片过压将造成电池容量降低，循环恶化，内阻增加等问题。以正极镍钴锰酸锂三元材料为例，极片过压会使球形三元材料大面积破碎，新产生的表面有很多脱离了二次球的一次小颗粒，这些小颗粒会因为没有接触到粘结剂聚偏氟乙烯(PVDF)而从极片上掉落，也会因为没有接触到导电剂而使极片导电性能局部恶化。新表面的产生也使得材料的比表面积增大，与电解液的接触面增大，副反应增加，从而造成电池性能下降。正极过压还会造成铝箔变形，极片变脆容易折断，电池内阻增加。

此外，过压的极片中，材料颗粒之间的挤压程度过大，造成极片孔隙率低，极片吸收电解液的量也会降低，电解液难以渗透到极片内部，直接的后果就是材料电解液保液能力变差，材料的比容量发挥变差，循环性能恶化。

因此，所期望的是提供一种能够提高锂离子电池极片压实密度的方法，能够解决上述问题中的至少一个。

鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种粘结剂，该粘结剂能够有效降低正极粘结剂的使用量，从而提高正极极片的压实密度，能够解决上述问题中的至少一个。

本发明的目的之二在于提供上述粘结剂在正极浆料中的应用；包含有上述粘结剂的正极浆料在降低粘结剂用量的同时能够保证正极浆料中的活性物质之间的粘结，以及活性物质与集流体之间的粘结。

本发明的目的之三在于提供一种正极浆料；该正极浆料在粘结剂用量较少的情况下，就能使得正极浆料中的活性物质之间、活性物质和集流体有效粘结。

本发明的目的之四在于提供上述正极浆料在制备锂离子电池正极极片中的应用；上述正极浆料中粘结剂用量较少，用其涂覆锂离子电池正极极片的表面得到的正极涂膜中粘结剂的用量较少。

本发明的目的之五在于提供一种锂离子电池正极极片；该锂离子电池正极极片所用正极浆料中的粘结剂用量较少，有利于提高锂离子电池正极极片的压实密度。

本发明的目的之六在于提供一种锂离子电池；该锂离子电池的集流体表面涂覆有上述浆料，材料压实密度较高。