[发明专利]一种电池用添加剂及其制备方法和应用

说明书

本发明提供一种电池用添加剂及其制备方法和应用，所述电池用添加剂为乳胶一次颗粒形成的二次颗粒，其与电解液的亲和性良好，具有较大的比表面积和良好的溶胀性能。所述电池用添加剂用于电池极片，能够提升极片的浸润性和吸液性能，缩短电池注液工序时长，提升产能，并改善极片浸润电解液的一致性。而且，所述电池用添加剂具有大量的空隙存储电解液，能够有效提升极片的保液能力，增强锂离子传导，从而有效提升电池的性能。

技术领域

本发明属于电池材料技术领域，具体涉及一种电池用添加剂及其制备方法和应用。

背景技术

为了适应未来电动化的需求，特别是手机、电脑、电动汽车行业以及循环能源系统的进一步发展，锂离子电池的性能提升也面临巨大的挑战。目前，市场不仅对锂离子电池的需求量越来越大，而且对锂离子电池的性能要求也逐步提高，包括电池容量的提升、能量密度的提高、循环寿命的延长、充电时间的缩短等。

常用的锂离子电池由正极片、负极片、隔膜和电解液装配而成，极片的品质直接影响了锂离子电池的综合性能。目前，商用锂离子电池的极片通常采用湿法工艺制备得到，即在集流体表面涂覆浆料并干燥而成，浆料中含有活性物质、导电添加剂和粘结剂等，粘结剂根据溶解性的不同分为水性粘结剂和油性粘结剂。为了获得性能更好的锂离子电池，采用厚度较大的电池极片是行之有效的方法之一，例如CN110061222A公开了一种锂电池浆料的制备方法及其应用，将导电剂分别分批次加入到胶液和活性材料中得到导电浆料和预混料，将导电浆料加入到预混料中进行捏合，真空脱泡，得到电池浆料；该电池浆料用于制备正负极片，特别是厚极片，具有长寿命和较高的倍率充放电性能。除了制备厚极片之外，业内采用的改善极片性质的方法还包括提高活性物质在浆料中的占比、提高极片的密实度等，从而提高锂离子电池的容量和能量密度。但是，能量密度高的极片通常存在浸润性不佳的问题，导致电解液浸润困难，阻碍离子传输，在使用后会产生锂金属析出现象，严重降低电池的循环性能、倍率性能和安全性。

为了提升极片的浸润性和保液性能，研究人员提出向浆料中加入保液剂的方法，例如CN113571673A公开了一种负极极片的制备方法，具体包括：将负极活性材料、炭黑和悬浮剂进行干混，再加入粘结剂、保液剂和溶剂，混合搅拌均匀，制成负极浆料；在铜箔上涂覆所述负极浆料，烘干，得到厚度200μm以上的负极极片。该负极浆料中的保液剂为聚氧化乙烯、聚乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚丙烯酸酯、聚苯乙烯中的一种，与普通的极片相比，保液剂的加入能够在一定程度上改进浸润性和保液性，但效果比较局限，不能很好地解决极片和电池的循环性能问题。

电池极片对锂离子电池性能的影响还体现在制程工艺中。在锂离子电池的生产过程中，有一道工序是向电池内部注入电解液。注液工序是锂离子电池生产中非常重要的工序，注液量的精度及注液效率的高低直接决定了锂离子电池的一致性和生产效率。目前，极片的浸润性不良，且因卷绕、叠片、挤压等因素，导致其吸液效率比较低，需要较长的时间注液，且容易发生吸液不均匀的情况，严重影响电池生产效率和良品率。同时，由于极片的保液能力有限，电池循环过程中电解液的消耗速度快，导致电池的循环性能不佳。

因此，提升极片的浸润性和极片的吸液、保液能力，是本领域的研究重点。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种电池用添加剂及其制备方法和应用，所述电池用添加剂对电解液的亲和性好，具有较大的比表面积和良好的溶胀性能，其用于电池极片中，能够显著提升极片的吸液能力和保液能力，从而提升锂离子电池的循环性能。

为达到此发明目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供一种电池用添加剂，所述电池用添加剂为乳胶一次颗粒形成的二次颗粒。