[发明专利]一种锂电池正极极耳绝缘涂层及其制备方法

说明书

本发明涉及锂电池领域，公开了一种锂电池正极极耳绝缘涂层及其制备方法，包括质量比为0.2‑0.5:0.01‑0.1:0.4‑0.79的无机粒子、粘结剂和溶剂；所述粘结剂为改性聚酰亚胺。本发明通过引入改性聚酰亚胺作为粘结剂和无机粒子复配制作浆料，可以很好的解决极耳碾压后褶皱甚至断裂的问题。

技术领域

本发明涉及锂电池领域，尤其涉及一种锂电池正极极耳绝缘涂层及其制备方法。

背景技术

为了提高锂电池的能量密度，集流体厚度正越来越薄，这使得极片碾压后在极耳位置容易出现褶皱，对电池的安全性带来隐患。目前，通过在极耳位置涂覆由PVDF粘结剂和陶瓷绝缘材料复配的浆料，烘干后得到的绝缘涂层可以很好的解决极耳碾压后褶皱甚至断裂的问题。现有的正极极耳绝缘涂层以PVDF作为粘结剂，由于PVDF系粘结剂是线状半结晶型高分子，在一定温度下分子链发生移动，会缓慢结晶。在高镍体系也容易发生碱解及胶凝，对锂电池安全造成隐患。同时，PVDF的玻璃化温度为-39℃，结晶熔点180℃，在极片碾压(85℃)及烘烤(120℃)中也存在绝缘涂层软化甚至脱落的风险。

公开号CN109888164A，公开了一种带有绝缘层的电池极耳，包括正极耳和负极耳，所述的正极耳和负极耳均由焊接端和探出端组成，其特征在于：所述的焊接端表面覆盖一层绝缘物质。所述的覆盖的方法为涂覆、冷轧、高温等离子喷涂、压合或蒸镀中的一种。所述的绝缘物质为氧化铝、聚丙烯、PVDF、陶瓷、聚苯乙烯、聚氯乙烯或ABS中的一种。

公开号CN209357820U，公开了其包括极耳本体和包覆在极耳本体表面上的PVDF涂层。所述涂层的厚度为1～10微米。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种锂电池正极极耳绝缘涂层及其制备方法。本发明通过引入改性聚酰亚胺作为粘结剂和无机粒子复配制作浆料，可以很好的解决极耳碾压后褶皱甚至断裂的问题。

本发明的具体技术方案为：一种锂电池正极极耳绝缘涂层，包括无机粒子、粘结剂和溶剂所述无机粒子、粘结剂和溶剂的质量比为0.2-0.5:0.01-0.1:0.4-0.79；所述粘结剂为改性聚酰亚胺，包括以下制备步骤：

(1)制备含侧甲基的3,3'-二甲基-4,4'-二氨基二苯甲烷：

1a.在惰性气体条件下，将邻甲苯胺与氯化氢溶液混合并搅拌至均匀，在室温反应获得苯胺盐酸盐；其中邻甲苯胺与氯化氢的摩尔比为1:1.4-1.6；

1b.将邻甲苯胺与甲醛溶液混合并搅拌至均匀，然后加入步骤1a获得的苯胺盐酸盐，在85-90℃反应2.8-3.2小时，随后冷却混合溶液至室温并调解pH至中性，获得颗粒状粗产物3,3’-二甲基-4,4’-二氨基二苯甲烷；其中甲苯胺与甲醛的摩尔配比为1.8-2.2:0.7-0.9；

1c.将步骤1b所获得颗粒状粗产物3,3’-二甲基-4,4’-二氨基二苯甲烷进行清洗、干燥、重结晶得到3,3’-二甲基-4,4’-二氨基二苯甲烷白色晶体；

(2)制备改性聚酰亚胺：

2a.在惰性气体条件下，将步骤(1)所得的3,3’-二甲基-4,4’-二氨基二苯甲烷白色晶体和均苯四甲酸二酐按摩尔比1:1.4-1.6加入到N-甲基吡咯烷酮中并搅拌均匀，获得聚酰胺酸溶液；

2b.将步骤2a所得的聚酰胺酸溶液置于真空干燥箱中，分别在100℃、150℃和200℃三个点位保温2小时；随后在400～600℃条件下烘烤2小时，获得改性聚酰亚胺。