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CN114597412B - 含有无氟粘结剂的正极浆料在降低正极极片中金属杂质中的用途 - Google Patents

含有无氟粘结剂的正极浆料在降低正极极片中金属杂质中的用途 Download PDF

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CN114597412B CN202210226610.8A CN202210226610A CN114597412B CN 114597412 B CN114597412 B CN 114597412B CN 202210226610 A CN202210226610 A CN 202210226610A CN 114597412 B CN114597412 B CN 114597412B
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Abstract

本发明公开了一种含有无氟粘结剂的正极浆料在降低正极极片中金属杂质中的用途，所述无氟粘结剂至少包括两种共聚单体。由此，通过在正极浆料中加入无氟粘结剂替代现有的PVDF粘结剂，使得含有该无氟粘结剂的正极浆料在制备过程不会与金属搅拌罐发生副反应，从而降低了正极浆料中金属杂质含量，一方面，避免了含有该正极浆料的正极极片发生氧化反应形成离子态并迁移到负极极片发生还原反应进行沉积导致的加大锂电池自放电而影响锂电池的存储寿命的问题；另一方面，避免了过多金属沉积产生的坚硬的棱角刺穿隔膜而导致的锂离子电池短路，甚至起火爆炸的问题。

Description

含有无氟粘结剂的正极浆料在降低正极极片中金属杂质中的用途
技术领域
本发明属于电池材料技术领域，具体涉及一种含有无氟粘结剂的正极浆料在降低正极极片中金属杂质中的用途。
背景技术
目前的锂离子电池正极多用油性PVDF作为粘结剂。PVDF制备条件严苛，其单体作为含氟化物被管控严格，分子结构中的F原子电负性高，容易与具有正电性的物质发生反应，如金属离子，从而引入金属杂质。研究表明，在＞1.5mPa的作用强度下，含F材料会与Cu、Ni、Al，甚至不锈钢发生反应，生成相应的金属氟化物，该现象可通过XPS进行监测。而在电芯浆料制备过程中，通常需要高的剪切速率对浆料进行分散，才能得到稳定均一的正极浆料用于正极极片的制备，因此使用PVDF的正极极片，会提高电芯引入金属杂质的风险。这些金属杂质的氧化电位通常比目前常用的正极材料如磷酸铁锂、锰酸锂及三元材料等要低，还原电位比常用的石墨负极材料要高，因此如果在锂离子电池中引入这些金属杂质，这些金属杂质会在正极发生氧化反应形成离子态并迁移到负极发生还原反应进行沉积。少量沉积的金属会加大锂电池的自放电，影响锂电池的存储寿命，过多的金属沉积，其坚硬的棱角会刺穿隔膜，造成锂离子电池内短路，甚至起火爆炸。由此可见，减少杂质金属的引入风险显得尤为重要。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明提出了一种含有无氟粘结剂的正极浆料在降低正极极片中金属杂质中的用途，其中，所述无氟粘结剂至少包括两种共聚单体。
发明人发现，通过在正极浆料中加入至少包括两种共聚单体的无氟粘结剂替代现有的PVDF粘结剂，使得含有该无氟粘结剂的正极浆料在制备过程不会与金属搅拌罐发生副反应，从而降低了正极浆料中金属杂质含量，一方面，避免了含有该正极浆料的正极极片发生氧化反应形成离子态并迁移到负极极片发生还原反应进行沉积导致的加大锂电池自放电而影响锂电池的存储寿命的问题；另一方面，避免了过多金属沉积产生的坚硬的棱角刺穿隔膜而导致的锂离子电池短路，甚至起火爆炸的问题。
另外，根据本发明上述实施例的含有无氟粘结剂的正极浆料在降低正极极片中金属杂质中的用途还可以具有如下附加的技术特征：
在本发明的一些实施例中，所述无氟粘结剂包括丙烯酸酯-丙烯酸共聚物、丙烯酸酯-丙烯腈共聚物、丙烯酸酯-丙烯酰胺共聚物、丙烯酸-丙烯腈共聚物、丙烯酸-丙烯酰胺共聚物、丙烯腈-丙烯酰胺共聚物、丙烯酸酯-丙烯酸-丙烯腈共聚物、丙烯酸酯-丙烯酸-丙烯酰胺共聚物、丙烯酸酯-丙烯腈-丙烯酰胺共聚物、丙烯酸-丙烯腈-丙烯酰胺共聚物和丙烯酸酯-丙烯酸-丙烯腈-丙烯酰胺共聚物中的至少之一。由此，可以在降低电芯因金属杂质引入而导致的自放电和内短路风险的同时延长电芯存储寿命和循环寿命。
在本发明的一些实施例中，所述无氟粘结剂为丙烯酸酯-丙烯酸共聚物，将丙烯酸酯与丙烯酸按照摩尔比为(47％～63％)：(37％～53％)混合制备所述丙烯酸酯-丙烯酸共聚物。由此，可以在降低电芯因金属杂质引入而导致的自放电和内短路风险的同时延长电芯存储寿命和循环寿命。
在本发明的一些实施例中，所述无氟粘结剂为丙烯酸酯-丙烯腈共聚物，将丙烯酸酯与丙烯腈按照摩尔比为(70％～30％)：(30％～70％)混合制备所述丙烯酸酯-丙烯腈共聚物。由此，可以在降低电芯因金属杂质引入而导致的自放电和内短路风险的同时延长电芯存储寿命和循环寿命。
在本发明的一些实施例中，所述无氟粘结剂为丙烯酸酯-丙烯酰胺共聚物，将丙烯酸酯与丙烯酰胺按照摩尔比为(60％～80％)：(20％～40％)混合制备所述丙烯酸酯-丙烯酰胺共聚物。由此，可以在降低电芯因金属杂质引入而导致的自放电和内短路风险的同时延长电芯存储寿命和循环寿命。
在本发明的一些实施例中，所述无氟粘结剂为丙烯酸-丙烯腈共聚物，将丙烯酸与丙烯腈按照摩尔比为(60％～80％)：(20％～40％)混合制备所述丙烯酸-丙烯腈共聚物。由此，可以在降低电芯因金属杂质引入而导致的自放电和内短路风险的同时延长电芯存储寿命和循环寿命。
在本发明的一些实施例中，所述无氟粘结剂为丙烯酸-丙烯酰胺共聚物，将丙烯酸与丙烯酰胺按照摩尔比为(60％～80％)：(20％～40％)混合制备所述丙烯酸-丙烯酰胺共聚物。由此，可以在降低电芯因金属杂质引入而导致的自放电和内短路风险的同时延长电芯存储寿命和循环寿命。
在本发明的一些实施例中，所述无氟粘结剂为丙烯腈-丙烯酰胺共聚物，将丙烯腈与丙烯酰胺按照摩尔比为(60％～80％)：(20％～40％)混合制备所述丙烯腈-丙烯酰胺共聚物。由此，可以在降低电芯因金属杂质引入而导致的自放电和内短路风险的同时延长电芯存储寿命和循环寿命。
在本发明的一些实施例中，所述无氟粘结剂为丙烯酸酯-丙烯酸-丙烯腈共聚物，将丙烯酸酯与丙烯酸和丙烯腈按照摩尔比为(45％～50％)：(25％～30％)：(20％～35％)混合制备所述丙烯酸酯-丙烯酸-丙烯腈共聚物。由此，可以在降低电芯因金属杂质引入而导致的自放电和内短路风险的同时延长电芯存储寿命和循环寿命。
在本发明的一些实施例中，所述无氟粘结剂为丙烯酸酯-丙烯酸-丙烯酰胺共聚物，将丙烯酸酯与丙烯酸和丙烯酰胺按照摩尔比为(45％～50％)：(25％～30％)：(20％～35％)混合制备所述丙烯酸酯-丙烯酸-丙烯酰胺共聚物。由此，可以在降低电芯因金属杂质引入而导致的自放电和内短路风险的同时延长电芯存储寿命和循环寿命。
在本发明的一些实施例中，所述无氟粘结剂为丙烯酸酯-丙烯腈-丙烯酰胺共聚物，将丙烯酸酯与丙烯腈和丙烯酰胺按照摩尔比为(55％～60％)：(25％～30％)：(10％～20％)混合制备所述丙烯酸酯-丙烯腈-丙烯酰胺共聚物。由此，可以在降低电芯因金属杂质引入而导致的自放电和内短路风险的同时延长电芯存储寿命和循环寿命。
在本发明的一些实施例中，所述无氟粘结剂为丙烯酸-丙烯腈-丙烯酰胺共聚物，将丙烯酸与丙烯腈和丙烯酰胺按照摩尔比为(55％～60％)：(25％～30％)：(10％～20％)混合制备所述丙烯酸-丙烯腈-丙烯酰胺共聚物。由此，可以在降低电芯因金属杂质引入而导致的自放电和内短路风险的同时延长电芯存储寿命和循环寿命。
在本发明的一些实施例中，所述无氟粘结剂为丙烯酸酯-丙烯酸-丙烯腈-丙烯酰胺共聚物，将丙烯酸酯与丙烯酸、丙烯腈和丙烯酰胺按照摩尔比为(55％～60％)：(20％～30％)：(5％～15％)：(5％～10％)混合制备所述丙烯酸酯-丙烯酸-丙烯腈-丙烯酰胺共聚物。由此，可以在降低电芯因金属杂质引入而导致的自放电和内短路风险的同时延长电芯存储寿命和循环寿命。
在本发明的一些实施例中，所述正极浆料包括正极活性物质、导电剂、所述无氟粘结剂和水。
在本发明的一些实施例中，所述正极活性物质、所述导电剂和所述无氟粘结剂的质量比为(95～97)：(1～2)：(2～4)。
在本发明的一些实施例中，所述正极浆料的固含量为60～70wt％。
在本发明的一些实施例中，所述正极极片包括正极集流体和正极活性物质层，所述正极活性物质层形成在所述正极集流体的表面，并且所述正极活性物质层采用所述含有无氟粘结剂的正极浆料涂布得到。
在本发明的一些实施例中，所述金属杂质包括Cu、Ni、Al和Fe中的至少之一。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是对比例5所得正极极片SEM-EDS测试谱图；
图2是实施例8所得正极极片SEM-EDS测试谱图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
本申请的技术方案是发明人基于下列发现完成的：现有技术生成的正极极片在其制备过程中容易与金属搅拌罐发生副反应，生成金属氟化物，被引入的金属氟化物会在锂离子电池充放电过程中发生氧化还原反应而被沉积，影响电池的存储寿命、循环寿命，甚至导致电池内短路发生爆炸。
为此，本发明提出了一种含有无氟粘结剂的正极浆料在降低正极极片中金属杂质中的用途，并且该无氟粘结剂至少包括两种共聚单体，其中金属杂质包括Cu、Ni、Al和Fe中的至少之一。
发明人发现，通过在正极浆料中加入至少包括两种共聚单体的无氟粘结剂替代现有的PVDF粘结剂，使得含有该无氟粘结剂的正极浆料在制备过程不会与金属搅拌罐发生副反应，从而降低了正极浆料中金属杂质含量，一方面，避免了含有该正极浆料的正极极片发生氧化反应形成离子态并迁移到负极极片发生还原反应进行沉积导致的加大锂电池自放电而影响锂电池的存储寿命的问题；另一方面，避免了过多金属沉积产生的坚硬的棱角刺穿隔膜而导致的锂离子电池短路，甚至起火爆炸的问题。
进一步地，上述正极极片包括正极集流体和正极活性物质层，正极活性物质层形成在正极集流体的表面，并且正极活性物质层采用上述含有无氟粘结剂的正极浆料涂布得到。需要说明的是，正极集流体为本领域常规使用材质，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，同时正极浆料的涂布方式也为本领域常规操作，此处不再赘述。
进一步地，本领域技术人员可以根据实际需要对无氟粘结剂的具体类型进行选择，只要能够满足无氟即可，根据本发明的一个具体实施例，上述无氟粘结剂包括但不限于丙烯酸酯-丙烯酸共聚物、丙烯酸酯-丙烯腈共聚物、丙烯酸酯-丙烯酰胺共聚物、丙烯酸-丙烯腈共聚物、丙烯酸-丙烯酰胺共聚物、丙烯腈-丙烯酰胺共聚物、丙烯酸酯-丙烯酸-丙烯腈共聚物、丙烯酸酯-丙烯酸-丙烯酰胺共聚物、丙烯酸酯-丙烯腈-丙烯酰胺共聚物、丙烯酸-丙烯腈-丙烯酰胺共聚物和丙烯酸酯-丙烯酸-丙烯腈-丙烯酰胺共聚物中的至少之一。
根据本发明的一个具体实施例，上述无氟粘结剂为丙烯酸酯-丙烯酸共聚物，将丙烯酸酯与丙烯酸按照摩尔比为(47％～63％)：(37％～53％)混合制备丙烯酸酯-丙烯酸共聚物。发明人发现，若丙烯酸酯占比过高，浆料分散性不佳，容易发生凝胶。若丙烯酸酯占比过低，所得浆料涂布出来的极片膜面硬脆，难以加工。根据本发明的再一个具体实施例，上述无氟粘结剂为丙烯酸酯-丙烯腈共聚物，将丙烯酸酯与丙烯腈按照摩尔比为(70％～30％)：(30％～70％)混合制备丙烯酸酯-丙烯腈共聚物。发明人发现，若丙烯酸酯占比过高，浆料容易凝胶，极片剥离力下降，若丙烯酸酯占比过低，极片硬脆加工困难。根据本发明的又一个具体实施例，上述无氟粘结剂为丙烯酸酯-丙烯酰胺共聚物，将丙烯酸酯与丙烯酰胺按照摩尔比为(60％～80％)：(20％～40％)混合制备该丙烯酸酯-丙烯酰胺共聚物。发明人发现，若丙烯酸酯占比过高，浆料容易凝胶，极片剥离力下降，若丙烯酸酯占比过低，极片硬脆加工困难。根据本发明的又一个具体实施例，上述无氟粘结剂为丙烯酸-丙烯腈共聚物，将丙烯酸与丙烯腈按照摩尔比为(60％～80％)：(20％～40％)混合制备丙烯酸-丙烯腈共聚物。发明人发现，若丙烯酸占比过高，极片过于硬脆不易于加工，若丙烯酸占比过低，浆料分散效率下降。根据本发明的又一个具体实施例，上述无氟粘结剂为丙烯酸-丙烯酰胺共聚物，将丙烯酸与丙烯酰胺按照摩尔比为(60％～80％)：(20％～40％)混合制备丙烯酸-丙烯酰胺共聚物。发明人发现，若丙烯酸占比过高，极片过于硬脆不易于加工，若丙烯酸占比过低，所得极片剥离力有所下降。根据本发明的又一个具体实施例，上述无氟粘结剂为丙烯腈-丙烯酰胺共聚物，将丙烯腈与丙烯酰胺按照摩尔比为(60％～80％)：(20％～40％)混合制备该丙烯腈-丙烯酰胺共聚物。发明人发现，若丙烯腈占比过高，浆料稳定性下降，所得极片比较硬脆，若丙烯腈占比过低，所得极片剥离力下降。
根据本发明的一个具体实施例，上述无氟粘结剂为丙烯酸酯-丙烯酸-丙烯腈共聚物，将丙烯酸酯与丙烯酸和丙烯腈按照摩尔比为(45％～50％)：(25％～30％)：(20％～35％)混合制备该丙烯酸酯-丙烯酸-丙烯腈共聚物。发明人发现，若丙烯酸酯添加量过高，浆料稳定性下降，所得极片剥离力降低，若丙烯酸酯添加量过低，所得极片比较硬脆，难以加工；若丙烯酸添加量过高，浆料粘度下降，所得极片硬脆，若丙烯酸添加量过低，浆料稳定性下降；若丙烯腈添加量过高，极片偏硬脆，卷绕掉粉率提高，若丙烯腈添加量过低，极片也会偏硬脆，同时可能影响所得极片剥离力。根据本发明的再一个具体实施例，上述无氟粘结剂为丙烯酸酯-丙烯酸-丙烯酰胺共聚物，将丙烯酸酯与丙烯酸和丙烯酰胺按照摩尔比为(45％～50％)：(25％～30％)：(20％～35％)混合制备该丙烯酸酯-丙烯酸-丙烯酰胺共聚物。发明人发现，若丙烯酸酯添加量过高，浆料稳定性下降，所得极片剥离力降低，若丙烯酸酯添加量过低，所得极片比较硬脆，难以加工；若丙烯酸添加量过高，同等制浆流程下，浆料粘度降低所得极片比较硬脆，难以加工，若丙烯酸添加量过低，浆料稳定性下降，容易凝胶，且所得极片剥离力下降；若丙烯酰胺添加量过高，同等制浆流程下，浆料粘度降低，若丙烯酰胺添加量过低，浆料稳定性下降。根据本发明的又一个实施例，无氟粘结剂为丙烯酸酯-丙烯腈-丙烯酰胺共聚物，将丙烯酸酯与丙烯腈和丙烯酰胺按照摩尔比为(55％～60％)：(25％～30％)：(10％～20％)混合制备该丙烯酸酯-丙烯腈-丙烯酰胺共聚物。发明人发现，若丙烯酸酯添加量过高，浆料稳定性下降，所得极片剥离力降低，若丙烯酸酯添加量过低，所得极片比较硬脆，难以加工；若丙烯腈占比过高，浆料稳定性下降，所得极片比较硬脆；若丙烯腈占比过低，所得极片剥离力下降；若丙烯酰胺添加量过高，同等制浆流程下，浆料粘度降低，若丙烯酰胺添加量过低，浆料稳定性下降。根据本发明的又一个具体实施例，无氟粘结剂为丙烯酸-丙烯腈-丙烯酰胺共聚物，将丙烯酸与丙烯腈和丙烯酰胺按照摩尔比为(55％～60％)：(25％～30％)：(10％～20％)混合制备该丙烯酸-丙烯腈-丙烯酰胺共聚物。发明人发现，若丙烯酸添加量过高，同等制浆流程下，浆料粘度降低所得极片比较硬脆，难以加工，若丙烯酸添加量过低，浆料稳定性下降，容易凝胶，且所得极片剥离力下降；若丙烯腈占比过高，浆料稳定性下降，所得极片比较硬脆；若丙烯腈占比过低，所得极片剥离力下降；若丙烯酰胺添加量过高，同等制浆流程下，浆料粘度降低，若丙烯酰胺添加量过低，浆料稳定性下降。根据本发明的一个具体实施例，上述无氟粘结剂为丙烯酸酯-丙烯酸-丙烯腈-丙烯酰胺共聚物，将丙烯酸酯与丙烯酸、丙烯腈和丙烯酰胺按照摩尔比为(55％～60％)：(20％～30％)：(5％～15％)：(5％～10％)混合制备该丙烯酸酯-丙烯酸-丙烯腈-丙烯酰胺共聚物。发明人发现，若丙烯酸酯添加量过高，浆料稳定性下降，所得极片剥离力降低；若丙烯酸酯添加量过低，所得极片比较硬脆，难以加工；若丙烯酸添加量过高，同等制浆流程下，浆料粘度降低所得极片比较硬脆，难以加工，若丙烯酸添加量过低，浆料稳定性下降，容易凝胶，且所得极片剥离力下降；若丙烯腈占比过高，浆料稳定性下降，所得极片比较硬脆；若丙烯腈占比过低，所得极片剥离力下降，若丙烯酰胺添加量过高，同等制浆流程下，浆料粘度降低，若丙烯酰胺添加量过低，浆料稳定性下降。
进一步地，上述正极浆料包括正极活性物质、导电剂、无氟粘结剂和水，需要说明的是，正极活性物质和导电剂均可以为本领域常规使用的相关材料，例如，正极活性物质采用磷酸铁锂、锰酸锂或钴酸锂，导电剂为导电炭黑。根据本发明的一个具体实施例，正极活性物质、导电剂和无氟粘结剂的质量比为(95～97):(1～2):(2～4)。同时该正极浆料的固含量为60～70wt％。
下面详细描述本发明的实施例，需要说明的是下面描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。另外，如果没有明确说明，在下面的实施例中所采用的所有试剂均为市场上可以购得的，或者可以按照本文或已知的方法合成的，对于没有列出的反应条件，也均为本领域技术人员容易获得的。
对比例1
正极浆料包括：正极活性物质磷酸铁锂、导电炭黑、无氟粘结剂聚丙烯酸酯和水，其中，正极活性物质磷酸铁锂、导电炭黑和无氟粘结剂的质量比为95:2:3，正极浆料的固含量为60wt％；
制备正极浆料的方法包括：向不锈钢搅拌机【内含Ni/Cr金属元素】中加入溶剂水和粘结剂聚丙烯酸酯，在转速为800rpm下搅拌30min，然后投入导电剂，继续以转速为800rpm搅拌30min，随后两次投入正极活性物质磷酸铁锂，调整转速在3500rpm下搅拌3h，停止搅拌后，立刻凝胶用200目筛网该浆料无法过滤。
对比例2
正极浆料包括：正极活性物质磷酸铁锂、导电炭黑、无氟粘结剂聚丙烯酸和水，其中，正极活性物质磷酸铁锂、导电炭黑和无氟粘结剂的质量比为95:2:3，正极浆料的固含量为60wt％；
制备正极浆料的方法包括：向不锈钢搅拌机中加入溶剂水和粘结剂聚丙烯酸，其中，该搅拌机不锈钢搅拌罐内含Cr/Ti/Ni等元素。在转速为800rpm下搅拌30min，然后投入导电剂，继续以转速为800rpm搅拌30min，随后两次投入正极活性物质磷酸铁锂，调整转速在3500rpm下搅拌3h，停止搅拌后，用200目筛网得到浆料。
所得浆料在4#转子30转条件下粘度＜1000Pa·s，利用转移涂布机涂布漏料，无法继续涂布。
对比例3
正极浆料包括：正极活性物质磷酸铁锂、导电炭黑、无氟粘结剂聚丙烯腈和水，其中，正极活性物质磷酸铁锂、导电炭黑和无氟粘结剂的质量比为95:2:3，正极浆料的固含量为60wt％；
制备正极浆料的方法包括：向不锈钢搅拌机【内含Ni/Cr金属元素】中加入溶剂水和粘结剂聚丙烯腈，在转速为800rpm下搅拌30min，然后投入导电剂，继续以转速为800rpm搅拌30min，随后两次投入正极活性物质磷酸铁锂，调整转速在3500rpm下搅拌3h，停止搅拌后，用200目筛网得到浆料。
所得浆料在4#转子30转条件下粘度为2000Pa·s，利用转移涂布机进行涂布，膜面硬脆，大面开裂。
对比例4
正极浆料中无氟粘结剂采用聚丙烯酰胺，正极浆料包括：正极活性物质磷酸铁锂、导电炭黑、无氟粘结剂聚丙烯酰胺和水，其中，正极活性物质磷酸铁锂、导电炭黑和无氟粘结剂的质量比为95:2:3，正极浆料的固含量为60wt％；
制备正极浆料的方法包括：向不锈钢搅拌机【内含Ni/Cr金属元素】中加入溶剂水和粘结剂聚丙烯酰胺，在转速为800rpm下搅拌30min，然后投入导电剂，继续以转速为800rpm搅拌30min，随后两次投入正极活性物质磷酸铁锂，调整转速在3500rpm下搅拌3h，停止搅拌后，用200目筛网得到浆料。
所得浆料在4#转子30转条件下粘度为1500，利用转移涂布机进行涂布，膜面硬脆，大面开裂。
实施例1
正极浆料中无氟粘结剂采用丙烯酸酯-丙烯酸共聚物(将丙烯酸酯与丙烯酸按照摩尔比为60％：40％混合制备该丙烯酸酯-丙烯酸共聚物)，正极浆料包括：正极活性物质磷酸铁锂、导电炭黑、无氟粘结剂丙烯酸酯-丙烯酸共聚物和水，其中，正极活性物质磷酸铁锂、导电炭黑和无氟粘结剂的质量比为95:2:3，正极浆料的固含量为60wt％；
制备正极浆料的方法包括：向不锈钢搅拌机【内含Ni/Cr金属元素】中加入溶剂水和粘结剂丙烯酸酯-丙烯酸共聚物，在转速为800rpm下搅拌30min，然后投入导电剂，继续以转速为800rpm搅拌30min，随后两次投入正极活性物质磷酸铁锂，调整转速在3500rpm下搅拌3h，停止搅拌后，用200目筛网过滤，得到正极浆料；
制备正极极片的方法：利用转移涂布机在铝箔双表面涂布正极浆料，涂布完成后进行冷压，即可在铝箔表面形成正极活性物质层涂布重量为147-165g/m2的正极极片；
电芯制备：以上述正极极片为正极，以石墨为负极，电解液包括六氟磷酸锂、碳酸乙烯酯和碳酸二甲酯，隔膜为PP隔膜，然后利用叠片的方式，得到容量为4Ah的电芯。
实施例2
正极浆料中无氟粘结剂采用丙烯酸酯-丙烯腈共聚物(将丙烯酸酯与丙烯腈按照摩尔比为70％：30％混合制备该丙烯酸酯-丙烯腈共聚物)，其他同于实施例1。
实施例3
正极浆料中无氟粘结剂采用丙烯酸酯-丙烯酰胺共聚物(将丙烯酸酯与丙烯酰胺按照摩尔比为70％：30％混合制备该丙烯酸酯-丙烯酰胺共聚物)，其他同于实施例1。
实施例4
正极浆料中无氟粘结剂采用丙烯酸酯-丙烯酸-丙烯腈共聚物(将丙烯酸酯与丙烯酸和丙烯腈按照摩尔比为50％：30％：20％混合制备该丙烯酸酯-丙烯酸-丙烯腈共聚物)，其他同于实施例1。
实施例5
正极浆料中无氟粘结剂采用丙烯酸酯-丙烯酸-丙烯酰胺共聚物(将丙烯酸酯与丙烯酸和丙烯酰胺按照摩尔比为50％：30％：20％混合制备该丙烯酸酯-丙烯酸-丙烯酰胺共聚物)，其他同于实施例1。
实施例6
正极浆料中无氟粘结剂采用丙烯酸酯-丙烯腈-丙烯酰胺共聚物(将丙烯酸酯与丙烯腈和丙烯酰胺按照摩尔比为60％：25％：15％混合制备该丙烯酸酯-丙烯腈-丙烯酰胺共聚物)，其他同于实施例1。
实施例7
正极浆料中无氟粘结剂采用丙烯酸-丙烯腈-丙烯酰胺共聚物(将丙烯酸与丙烯腈和丙烯酰胺按照摩尔比为60％：25％：15％混合制备该丙烯酸-丙烯腈-丙烯酰胺共聚物)，其他同于实施例1。
实施例8
正极浆料中无氟粘结剂采用丙烯酸酯-丙烯酸-丙烯腈-丙烯酰胺共聚物(将丙烯酸酯、丙烯酸、丙烯腈和丙烯酰胺按照摩尔比为60％：25％：10％：5％混合制备该丙烯酸酯-丙烯酸-丙烯腈-丙烯酰胺共聚物)，其他同于实施例1。
对比例5
正极浆料中粘结剂采用PVDF，其他同于实施例1。
对实施例1-8和对比例1-5得到的正极极片进行SEM-EDS测试，结果如表1所示。另外对比例5和实施例8的EDS谱图如图1。
表1实施例1-8和对比例5得到的正极极片SEM-EDS测试结果
Ti/wt％ Cr/wt％ Ni/wt％
实施例1 0 0 0
实施例2 0 0 0
实施例3 0 0 0
实施例4 0 0 0
实施例5 0 0 0
实施例6 0 0 0
实施例7 0 0 0
实施例8 0 0 0
对比例5 0.46 0.05 0.24
对实施例1-8和对比例5得到电芯的电性能进行测试，测试结果如表2所示。
表2实施例1-8和对比例5得到的电芯的电性能
Figure BDA0003539453850000101
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (18)

1.含有无氟粘结剂的正极浆料在降低正极极片中金属杂质中的用途，所述无氟粘结剂至少包括两种共聚单体。
2.根据权利要求1所述的用途，其特征在于，所述无氟粘结剂包括丙烯酸酯-丙烯酸共聚物、丙烯酸酯-丙烯腈共聚物、丙烯酸酯-丙烯酰胺共聚物、丙烯酸-丙烯腈共聚物、丙烯酸-丙烯酰胺共聚物、丙烯腈-丙烯酰胺共聚物、丙烯酸酯-丙烯酸-丙烯腈共聚物、丙烯酸酯-丙烯酸-丙烯酰胺共聚物、丙烯酸酯-丙烯腈-丙烯酰胺共聚物、丙烯酸-丙烯腈-丙烯酰胺共聚物和丙烯酸酯-丙烯酸-丙烯腈-丙烯酰胺共聚物中的至少之一。
3.根据权利要求2所述的用途，其特征在于，所述无氟粘结剂为丙烯酸酯-丙烯酸共聚物，将丙烯酸酯与丙烯酸按照摩尔比为(47％～63％)：(37％～53％)混合制备所述丙烯酸酯-丙烯酸共聚物。
4.根据权利要求2所述的用途，其特征在于，所述无氟粘结剂为丙烯酸酯-丙烯腈共聚物，将丙烯酸酯与丙烯腈按照摩尔比为(70％～30％)：(30％～70％)混合制备所述丙烯酸酯-丙烯腈共聚物。
5.根据权利要求2所述的用途，其特征在于，所述无氟粘结剂为丙烯酸酯-丙烯酰胺共聚物，将丙烯酸酯与丙烯酰胺按照摩尔比为(60％～80％)：(20％～40％)混合制备所述丙烯酸酯-丙烯酰胺共聚物。
6.根据权利要求2所述的用途，其特征在于，所述无氟粘结剂为丙烯酸-丙烯腈共聚物，将丙烯酸与丙烯腈按照摩尔比为(60％～80％)：(20％～40％)混合制备所述丙烯酸-丙烯腈共聚物。
7.根据权利要求2所述的用途，其特征在于，所述无氟粘结剂为丙烯酸-丙烯酰胺共聚物，将丙烯酸与丙烯酰胺按照摩尔比为(60％～80％)：(20％～40％)混合制备所述丙烯酸-丙烯酰胺共聚物。
8.根据权利要求2所述的用途，其特征在于，所述无氟粘结剂为丙烯腈-丙烯酰胺共聚物，将丙烯腈与丙烯酰胺按照摩尔比为(60％～80％)：(20％～40％)混合制备所述丙烯腈-丙烯酰胺共聚物。
9.根据权利要求2所述的用途，其特征在于，所述无氟粘结剂为丙烯酸酯-丙烯酸-丙烯腈共聚物，将丙烯酸酯与丙烯酸和丙烯腈按照摩尔比为(45％～50％)：(25％～30％)：(20％～35％)混合制备所述丙烯酸酯-丙烯酸-丙烯腈共聚物。
10.根据权利要求2所述的用途，其特征在于，所述无氟粘结剂为丙烯酸酯-丙烯酸-丙烯酰胺共聚物，将丙烯酸酯与丙烯酸和丙烯酰胺按照摩尔比为(45％～50％)：(25％～30％)：(20％～35％)混合制备所述丙烯酸酯-丙烯酸-丙烯酰胺共聚物。
11.根据权利要求2所述的用途，其特征在于，所述无氟粘结剂为丙烯酸酯-丙烯腈-丙烯酰胺共聚物，将丙烯酸酯与丙烯腈和丙烯酰胺按照摩尔比为(55％～60％)：(25％～30％)：(10％～20％)混合制备所述丙烯酸酯-丙烯腈-丙烯酰胺共聚物。
12.根据权利要求2所述的用途，其特征在于，所述无氟粘结剂为丙烯酸-丙烯腈-丙烯酰胺共聚物，将丙烯酸与丙烯腈和丙烯酰胺按照摩尔比为(55％～60％)：(25％～30％)：(10％～20％)混合制备所述丙烯酸-丙烯腈-丙烯酰胺共聚物。
13.根据权利要求2所述的用途，其特征在于，所述无氟粘结剂为丙烯酸酯-丙烯酸-丙烯腈-丙烯酰胺共聚物，将丙烯酸酯与丙烯酸、丙烯腈和丙烯酰胺按照摩尔比为(55％～60％)：(20％～30％)：(5％～15％)：(5％～10％)混合制备所述丙烯酸酯-丙烯酸-丙烯腈-丙烯酰胺共聚物。
14.根据权利要求1-13中任一项所述的用途，其特征在于，所述正极浆料包括正极活性物质、导电剂、所述无氟粘结剂和水。
15.根据权利要求14所述的用途，其特征在于，所述正极活性物质、所述导电剂和所述无氟粘结剂的质量比为(95～97)：(1～2)：(2～4)。
16.根据权利要求1所述的用途，其特征在于，所述正极浆料的固含量为60～70wt％。
17.根据权利要求1所述的用途，其特征在于，所述正极极片包括正极集流体和正极活性物质层，所述正极活性物质层形成在所述正极集流体的表面，并且所述正极活性物质层采用所述含有无氟粘结剂的正极浆料涂布得到。
18.根据权利要求1所述的用途，其特征在于，所述金属杂质包括Cu、Ni、Al和Fe中的至少之一。
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20230170731A (ko) * 2022-06-09 2023-12-19 컨템포러리 엠퍼렉스 테크놀로지 씨오., 리미티드 양극 슬러리, 이차 전지, 전지 모듈, 전지 팩 및 전기 장치
CN118658995B (zh) * 2024-08-14 2024-11-26 广州鹿山新材料股份有限公司 水性粘结剂及其制备方法和涂碳铝箔

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008251434A (ja) * 2007-03-30 2008-10-16 Sony Corp 正極活物質、正極および非水電解質電池
JP2014007016A (ja) * 2012-06-22 2014-01-16 Hitachi Maxell Ltd 非水電解液二次電池用正極および非水電解液二次電池
CN104953199A (zh) * 2015-05-13 2015-09-30 中国科学院过程工程研究所 利用锂离子电池正极废料合成的金属掺杂镍钴锰酸锂及其制备方法和用途
CN109428081A (zh) * 2017-08-31 2019-03-05 宁德时代新能源科技股份有限公司 一种电池、正极浆料及极片以及清除杂质锂的方法
CN109728249A (zh) * 2017-10-30 2019-05-07 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 一种界面保护结构、制备方法以及包含该结构的电池
CN110600726A (zh) * 2019-09-18 2019-12-20 嘉兴巧蕊贸易有限公司 一种基于Na-Ti-Mn氧化物的钠离子电池正极材料及其制法
CN111313081A (zh) * 2020-02-28 2020-06-19 浙江克能新能源科技有限公司 一种软包磷酸铁锂电池及其制作方法
JP2020117642A (ja) * 2019-01-25 2020-08-06 国立大学法人東京農工大学 ４−スチレン誘導体を重合したポリマー並びに、これを用いたマグネシウム二次電池用バインダーもしくはコート剤、及びマグネシウム二次電池
CN111573953A (zh) * 2020-06-22 2020-08-25 湖南航盛新能源材料有限公司 一种废弃锂离子电池电解液的处理方法及装置
CN113061723A (zh) * 2021-03-04 2021-07-02 长沙友合金属材料有限公司 一种从废旧磷酸铁锂电池中回收锂并制备磷酸铁的方法
CN214634546U (zh) * 2021-01-15 2021-11-09 海盐宝数核电技术服务有限公司 一种水成泡沫液生产过滤装置

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3113253B1 (en) * 2014-02-27 2019-04-10 Toda Kogyo Corp. Positive electrode mixture and nonaqueous electrolyte secondary cell

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008251434A (ja) * 2007-03-30 2008-10-16 Sony Corp 正極活物質、正極および非水電解質電池
JP2014007016A (ja) * 2012-06-22 2014-01-16 Hitachi Maxell Ltd 非水電解液二次電池用正極および非水電解液二次電池
CN104953199A (zh) * 2015-05-13 2015-09-30 中国科学院过程工程研究所 利用锂离子电池正极废料合成的金属掺杂镍钴锰酸锂及其制备方法和用途
CN109428081A (zh) * 2017-08-31 2019-03-05 宁德时代新能源科技股份有限公司 一种电池、正极浆料及极片以及清除杂质锂的方法
CN109728249A (zh) * 2017-10-30 2019-05-07 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 一种界面保护结构、制备方法以及包含该结构的电池
JP2020117642A (ja) * 2019-01-25 2020-08-06 国立大学法人東京農工大学 ４−スチレン誘導体を重合したポリマー並びに、これを用いたマグネシウム二次電池用バインダーもしくはコート剤、及びマグネシウム二次電池
CN110600726A (zh) * 2019-09-18 2019-12-20 嘉兴巧蕊贸易有限公司 一种基于Na-Ti-Mn氧化物的钠离子电池正极材料及其制法
CN111313081A (zh) * 2020-02-28 2020-06-19 浙江克能新能源科技有限公司 一种软包磷酸铁锂电池及其制作方法
CN111573953A (zh) * 2020-06-22 2020-08-25 湖南航盛新能源材料有限公司 一种废弃锂离子电池电解液的处理方法及装置
CN214634546U (zh) * 2021-01-15 2021-11-09 海盐宝数核电技术服务有限公司 一种水成泡沫液生产过滤装置
CN113061723A (zh) * 2021-03-04 2021-07-02 长沙友合金属材料有限公司 一种从废旧磷酸铁锂电池中回收锂并制备磷酸铁的方法

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