[发明专利]一种极片、提升极片剥离力的方法及极片剥离力的表征方法

说明书

本发明提供了一种极片、提升极片剥离力的方法及极片剥离力的表征方法。所述方法包括：将电极材料、导电剂和粘结剂以300～1000m/min的自转线速度进行搅拌，得到电极浆料，将所述电极浆料涂覆于集流体表面，进行烘烤，得到极片；其中，所述烘烤的过程中，以由低到高的烘烤温度进行。本发明通过制备极片的过程中，烘烤温度由低到高同时结合浆料搅拌中的自转线速度，提升了浆料中粘结剂的均匀性，且减少了浆料中粘结剂烘烤阶段的上浮，进而提升了极片的剥离力，具有很强的经济性和普适性，同时用极片中的粘结剂的含量差值来间接表征极片剥离力，间接印证了本发明提供的方法的有效性，且表征方法简单有效。

技术领域

本发明属于锂离子电池技术领域，涉及一种极片、提升极片剥离力的方法及极片剥离力的表征方法。

背景技术

化学电源已成为人们不可或缺的一种储能方式，在当下的化学电池体系中，锂离子电池由于其高的能量密度、长的循环寿命、无记忆效应等特点被认为是最具前景的一种储能器件。目前锂离子电池正极主要使用铝箔作为集流体，在锂离子电池的极片制备工艺中，浆料被涂敷于铝箔表面，经过烘箱干燥后制成极片。粘结剂是锂离子电池中的非活性成分，其主要作用是粘结电极活性物质并增强其与导电剂和集流体之间的电子接触，更好的稳定极片的结构，缓冲电极材料在充放电过程中的体积收缩与膨胀。随着产品对电池循环寿命的要求逐渐提高，而电池循环后期电极的体积收缩膨胀越来越严重，进一步对极片的剥离力提出来更高的要求。

目前商业应用的主要粘结剂是聚偏氟乙烯(PVDF)，提高极片剥离力的主要方法有：

1.开发新型粘结剂(例如在硅负极粘结剂方面，Yang课题组公开了一种硅负极粘结剂聚偏氟乙烯-g-聚丙烯酸叔丁酯及其制备方法(Small 2016,12,3119)。该粘结剂能够在230度高温下与硅负极表面的羟基缩合成酯键，进而提供优良的机械性能来适应硅负极充放电过程中的体积膨胀。然而该粘结剂的合成条件苛刻，制备过程复杂。Luzinov课题组报道了聚丙烯酸作为硅负极粘结剂的工作(ACS Applied MaterialsInterfaces,2010,3004)。该粘结剂具有高达90MPa的拉伸强度和优良的粘结性能，制备的硅纳米负极可以在室温0.5C下循环100圈仍保持超过2000mAh/g的放电比容量。然而，聚丙烯酸粘结剂弹性模量很低，不能适应硅负极循环时的体积膨胀问题，导致SEI较多的副反应，影响循环稳定性。另外，多糖类聚合物由于具有异常丰富的极性官能团如羟基、羧基等(大约每个骨架碳原子连有一个极性官能团)，生物相容性好，价廉易得等优势，在粘结剂方面的应用受到科学家们广泛的关注。例如羧甲基纤维素(CMC)，海藻酸盐(alginate)以及环糊精等被应用在硅负极粘结剂中，展现了优良的循环稳定性(J.PowerSources 2006,161,617；Science 2011,334,75；Nano Lett.2014,14,864)。然而，多糖类粘结剂大多存在与集流体剥离强度低，电子导电性不足等性能缺陷，往往需要与其他聚合物复合来实现较好的粘结性能；另外，在结构修饰方面存在有机溶剂溶解度低，结构优化条件苛刻(需要碱性溶剂或离子液体溶解)等不足，制约了多糖类粘结剂的应用潜力。)