絕緣涂層組合物、絕緣涂層的制備方法、正極片和鋰離子電池技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)涉及材料領(lǐng)域，具體地，公開了一種絕緣涂層組合物、絕緣涂層的制備方法、正極片和鋰離子電池，其中，所述組合物包括絕緣材料、粘結(jié)劑和溶劑。本發(fā)明專利技術(shù)通過將絕緣材料、粘結(jié)劑和溶劑混合制得絕緣涂層，而后將上述制得的絕緣涂層與正極漿料和/或負(fù)極漿料同時涂覆于電池極片上，而后再對涂覆有此絕緣涂層的電池極片雛形予以沖切，通過這種方式?jīng)_切后得到的電池極片的毛刺及掉料情況能得到有效的控制，解決了制得的鋰離子電池容易出現(xiàn)短路的問題。

Insulating coating composition, method for producing insulating coating, positive plate and lithium ion battery

The present invention relates to the field of materials, specifically discloses an insulating coating composition, insulating coating preparation method, positive electrode and lithium ion battery, wherein the composition comprises an insulating material, binder and solvent. According to this invention, insulation material, binder and solvent are mixed to obtain the insulation coating, then the prepared insulating coating and cathode slurry and / or coated on the cathode slurry and battery pole piece, and then coated with the insulating coating on the battery pole piece shape be punching, punching burr in this way the battery pole piece and out of materials can be effectively controlled, solved the lithium ion battery was prone to short-circuit problem.

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
絕緣涂層組合物、絕緣涂層的制備方法、正極片和鋰離子電池
本專利技術(shù)涉及材料領(lǐng)域，具體地，涉及絕緣涂層組合物、絕緣涂層的制備方法、正極片和鋰離子電池。
技術(shù)介紹
采用鋰離子動力電池的純電動車是目前新能源汽車的主力軍，而目前制約純電動汽車發(fā)展的兩大瓶頸是鋰離子電池的安全問題以及能量密度問題。為了進(jìn)一步提高鋰離子動力電池的能量密度和改善鋰離子動力電池的性能，許多動力電池廠家采用卷繞式鋰離子電池生產(chǎn)工藝。但是卷繞式鋰離子電池的制備工藝涉及到極片沖切工藝，而用于沖切的模具隨著使用頻次的增加，其產(chǎn)生邊緣毛刺及掉料的風(fēng)險(xiǎn)也隨之增大。如果電池極片在沖切過程中出現(xiàn)毛刺，則會造成電池在充放電過程時出現(xiàn)正負(fù)極片膨脹而造成擠壓，進(jìn)而出現(xiàn)毛刺或掉料刺穿隔膜并引發(fā)發(fā)生短路。因此，提供一種能有效防止制得的鋰離子電池產(chǎn)生毛刺及掉料，大大提高制得的鋰離子電池的使用性能的絕緣涂層組合物、絕緣涂層的制備方法、正極片和鋰離子電池是本專利技術(shù)亟需解決的問題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
針對上述現(xiàn)有技術(shù)，本專利技術(shù)的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中電池極片在沖切過程中出現(xiàn)毛刺，則會造成電池在充放電過程時出現(xiàn)正負(fù)極片膨脹而造成擠壓，進(jìn)而出現(xiàn)毛刺或掉料刺穿隔膜并引發(fā)發(fā)生短路的問題，從而提供一種能有效防止制得的鋰離子電池產(chǎn)生毛刺及掉料，大大提高制得的鋰離子電池的使用性能的絕緣涂層組合物、絕緣涂層的制備方法、正極片和鋰離子電池。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本專利技術(shù)提供了一種絕緣涂層組合物，其中，所述組合物包括絕緣材料、粘結(jié)劑和溶劑。本專利技術(shù)還提供了一種絕緣涂層的制備方法，其中，所述絕緣涂層由上述所述的組合物制得。本專利技術(shù)還提供了一種正極片，其中，所述正極片包括根據(jù)上述所述的制備方法制得的絕緣涂層。本專利技術(shù)還提供了一種鋰離子電池，其中，所述鋰離子電池包括根據(jù)上述所述的正極片。通過上述技術(shù)方案，本專利技術(shù)通過將絕緣材料、粘結(jié)劑和溶劑混合制得絕緣涂層，而后將上述制得的絕緣涂層與正極漿料和/或負(fù)極漿料同時涂覆于電池極片上，而后再對涂覆有此絕緣涂層的電池極片雛形予以沖切，通過這種方式?jīng)_切后得到的電池極片的毛刺及掉料情況能得到有效的控制，解決了制得的鋰離子電池容易出現(xiàn)短路的問題。本專利技術(shù)的其他特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的具體實(shí)施方式部分予以詳細(xì)說明。附圖說明附圖是用來提供對本專利技術(shù)的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說明書的一部分，與下面的具體實(shí)施方式一起用于解釋本專利技術(shù)，但并不構(gòu)成對本專利技術(shù)的限制。在附圖中：圖1是涂覆有絕緣涂層和正極漿料的鋁箔；圖2是沖切后制得的正極片。附圖標(biāo)記說明1-鋁箔2-絕緣涂層3-絕緣涂層與正極漿料重合部4-正極漿料。具體實(shí)施方式以下對本專利技術(shù)的具體實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解的是，此處所描述的具體實(shí)施方式僅用于說明和解釋本專利技術(shù)，并不用于限制本專利技術(shù)。本專利技術(shù)提供了一種絕緣涂層組合物，其中，所述組合物包括絕緣材料、粘結(jié)劑和溶劑。上述設(shè)計(jì)通過將絕緣材料、粘結(jié)劑和溶劑混合制得絕緣涂層，而后將上述制得的絕緣涂層與正極漿料和/或負(fù)極漿料同時涂覆于電池極片上，而后再對涂覆有此絕緣涂層的電池極片雛形予以沖切，通過這種方式?jīng)_切后得到的電池極片的毛刺及掉料情況能得到有效的控制，解決了制得的鋰離子電池容易出現(xiàn)短路的問題。所述絕緣材料、所述粘結(jié)劑和所述溶劑可以按照實(shí)際需要進(jìn)行調(diào)節(jié)，例如，在本專利技術(shù)的一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，為了進(jìn)一步提高制得的絕緣涂層的絕緣性能、粘結(jié)性能以及加工性能(例如，沖切性能等)，使得制得的絕緣涂層能更好地進(jìn)行沖切，進(jìn)一步降低沖切后的毛刺等問題，以所述組合物的總重量為基準(zhǔn)，所述絕緣材料的含量為30重量％-50重量％，所述粘結(jié)劑的含量為2重量％-5重量％，所述溶劑的含量為48重量％-68重量％。這里的絕緣材料可以為本領(lǐng)域常規(guī)使用的絕緣材料，例如，一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述絕緣材料可以選擇為陶瓷材料。當(dāng)然，這里的陶瓷材料可以為本領(lǐng)域常規(guī)使用的陶瓷類型，例如，可以為碳化硅陶瓷、氮化硅陶瓷等，當(dāng)然，更為優(yōu)選的實(shí)施方式中，為了更好地防止極片沖切過程中出現(xiàn)毛刺和掉料現(xiàn)象，更好地對沖切的模具刀頭予以保護(hù)，提高模具刀頭使用壽命，所述絕緣材料可以進(jìn)一步選擇為氧化鋁和/或勃姆石。通過使用氧化鋁和/或勃姆石，從而提高絕緣涂層整體的致密性、光潔度、冷熱疲勞性、斷裂韌性、抗蠕變性能和耐磨性能等。進(jìn)一步優(yōu)選地，所述氧化鋁和/或所述勃姆石的粒徑不大于1μm。同樣地，這里的粘結(jié)劑可以為本領(lǐng)域常規(guī)使用的類型，例如，所述粘結(jié)劑可以選自聚乙烯醇、聚四氟乙烯、羧甲基纖維素鈉、聚烯烴類粘結(jié)劑和氟化橡膠等，當(dāng)然，在本專利技術(shù)的一種更為優(yōu)選的實(shí)施方式中，為了進(jìn)一步提高制得的絕緣涂層在防止極片模切時出現(xiàn)毛刺以及掉料的作用，所述粘結(jié)劑可以進(jìn)一步選擇為聚偏氟乙烯。當(dāng)然，為了更好地實(shí)現(xiàn)粘結(jié)性能，且提高制得的絕緣涂層在防止極片模切時出現(xiàn)毛刺以及掉料的作用，所述聚偏氟乙烯可以進(jìn)一步限定為其特性黏度不低于2.2dl/g。這里的溶劑也可以選擇為本領(lǐng)域常規(guī)使用的類型，例如，可以選擇為碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯等，當(dāng)然，更為優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述溶劑可以進(jìn)一步選擇為N-甲基吡咯烷酮。本專利技術(shù)還提供了一種絕緣涂層的制備方法，其中，所述絕緣涂層由上述所述的組合物制得。所述制備方法可以為常規(guī)的混合，例如，直接進(jìn)行攪拌混合等。當(dāng)然，一種更為優(yōu)選的實(shí)施方式中，為了進(jìn)一步提高制得的絕緣涂層在涂覆于鋰離子電池后的沖切性能，所述制備方法包括：1)將粘結(jié)劑和第一部分溶劑混合，制得膠水；2)將步驟1)中制得的膠水和絕緣材料混合，制得涂層雛料；3)將步驟2)中制得的涂層雛料和第二部分溶劑混合，制得絕緣涂層；其中，以所述溶劑的總重量為基準(zhǔn)，所述第一部分溶劑的用量為80重量％-90重量％，所述第二部分溶劑的用量為10重量％-20重量％。步驟1)中膠水可以在配置后直接進(jìn)行使用，當(dāng)然，在本專利技術(shù)的一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，為了使制得的絕緣涂層的加工性能更好，步驟1)中還可以包括將制得的膠水置于溫度為10-30℃的條件下放置120-300min。進(jìn)一步優(yōu)選的實(shí)施方式中，步驟3)中還可以包括將制得的絕緣涂層過篩，且過篩的篩孔為120-150目。混合過程可以為本領(lǐng)域常規(guī)使用的方式，例如，在一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，步驟1)中混合為攪拌混合，攪拌速率為1200-1500r/min，攪拌時間為120-180min；和/或步驟2)中混合為攪拌混合，攪拌速率為1500-2000r/min，攪拌時間為240-360min；和/或步驟3)中混合為攪拌混合，攪拌速率為1500-2000r/min，攪拌時間為30-60min。本專利技術(shù)還提供了一種正極片，其中，所述正極片包括根據(jù)上述所述的制備方法制得的絕緣涂層。當(dāng)然，這里的正極片的制備方法可以具體如下：將絕緣涂層和正極漿料涂覆于正極金屬片表面；和/或?qū)⒔^緣涂層和負(fù)極漿料涂覆于負(fù)極金屬片表面。即將絕緣涂層和漿料涂覆于金屬片表面，如圖1所示，為涂覆有絕緣涂層和正極漿料的鋁箔。為了進(jìn)一步使制得的正極片雛形和負(fù)極片雛形在沖切后毛刺及掉料情況更少，如圖2所示，所述絕緣涂層的厚度可以進(jìn)一步選擇為3-8mm；且所述絕緣涂層和所述正極漿料重合部分的厚度為1-2mm(即圖1和圖2中附圖標(biāo)記3的部分)，和/或所述絕緣涂層和所述負(fù)極漿料重合部分的厚度為1-2mm(即圖1和圖2中附圖標(biāo)記3的部分)。本專利技術(shù)還提供了一種鋰離子電池，本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種絕緣涂層組合物，其特征在于，所述組合物包括絕緣材料、粘結(jié)劑和溶劑。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種絕緣涂層組合物，其特征在于，所述組合物包括絕緣材料、粘結(jié)劑和溶劑。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合物，其中，以所述組合物的總重量為基準(zhǔn)，所述絕緣材料的含量為30重量％-50重量％，所述粘結(jié)劑的含量為2重量％-5重量％，所述溶劑的含量為48重量％-68重量％。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的組合物，其中，所述絕緣材料為陶瓷材料；所述粘結(jié)劑為聚偏氟乙烯；所述溶劑為N-甲基吡咯烷酮；優(yōu)選地，所述聚偏氟乙烯的特性黏度不低于2.2dl/g。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的組合物，其中，所述絕緣材料選自氧化鋁和/或勃姆石；優(yōu)選地，所述氧化鋁和/或所述勃姆石的粒徑不大于1μm。5.一種絕緣涂層的制備方法，其特征在于，所述絕緣涂層由權(quán)利要求1-4中任意一項(xiàng)所述的組合物制得。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備方法，其中，所述制備方法包括：1)將粘結(jié)劑和第一部分溶劑混合，制得膠水；2)將步驟1)中制得的膠水和絕緣材料混合，制得涂層雛料；3)將步驟2)中制得的涂層雛料和第二部分溶劑混合，制得絕緣涂層；其中，...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：沈曉彥，唐元鑫，王興威，沙永香，何興，
申請(專利權(quán))人：江蘇海四達(dá)電源股份有限公司，江蘇省新動力電池及其材料工程技術(shù)研究中心有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：江蘇,32