一种导电复合粘结剂、制备方法、电极片及应用与流程

本发明涉及聚合物导电粘结剂，尤其是涉及一种导电复合粘结剂、制备方法、电极片及应用。

背景技术：

1、近年来，新型干法电极制造技术兴起，采用无溶剂法制备出电极膜以后再与集流体黏合在一起形成电极，这种方法环境友好，且不需要蒸发溶剂，大大降低成本，且干法电极在制作过程不使用溶剂，粘结剂以纤维状态或片状存在，降低了对活性材料颗粒间内部接触的影响，使得电极的导电性提高、放电比容量提高。

2、但由于粘结剂自身的不导电性能，粘结剂添加量增加会提高电极片的内阻；尤其是粘结剂在箔体与活性物质之间时，加大了箔体与活性物质之间的界面阻抗；如果降低粘结剂添加量的话会导致活性物质与箔体之间的粘结效果差，多次循环后容易脱粉。

技术实现思路

1、为了解决上述至少一种技术问题，开发一种导电性能好的粘结剂，降低对电极片性能的影响，本发明提供一种导电复合粘结剂、制备方法、电极片及应用。

2、一方面，本发明提供的一种导电复合粘结剂，由以下按重量份数计的组分制成：

3、丁苯橡胶与聚噻吩的混合物 100份；

4、凹凸棒土 0.2份~0.8份；

5、氧化石墨烯 0.4份~1份；

6、其中，所述丁苯橡胶与聚噻吩的混合物中，丁苯橡胶占80%wt ~90%wt。

7、可选的，所述凹凸棒土与氧化石墨烯的重量比为6：（8~12）。

8、可选的，所述凹凸棒土的粒径为0.2~1μm。

9、第二方面，本发明提供了上述导电复合粘结剂的制备方法，包括以下步骤：

10、s1、将聚噻吩研磨成粉，并按照配方量与丁苯橡胶混合熔融，并加入配方量的凹凸棒土进行挤出造粒，得到混合粒；

11、s2、将氧化石墨烯加入至混合粒中，并进行混炼，得到导电复合粘结剂。

12、可选的，所述s1中挤出温度在100~120℃。

13、可选的，所述s2中混炼温度在110~130℃。

14、第三方面，本发明提供了一种电极片，将上述导电复合粘结剂与活性物质按照重量比（5-20）：（80-95）进行混合，并进行挤出，得到膏状混合物；将膏状混合物与集流体进行辊压，得到电极片。

15、可选的，挤出温度在180~220℃。

16、可选的，辊压温度在150~180℃。

17、第四方面，本发明提供了上述电极片在锂电池中的正极和/或负极中的应用。

18、综上所述，本发明技术方案的有益效果为：

19、1、本发明技术方案中，丁苯橡胶、聚噻吩与凹凸棒土通过熔融混合，利用丁苯橡胶的韧性与聚噻吩的刚性结合，提高电极片的剥离强度；

20、2、丁苯橡胶中的苯环结构以及聚噻吩中的噻吩环结构，能够形成π电子运动链，便于电子移动，并且聚噻吩分子中存在空穴，进一步促进电子运动，提高电子在丁苯橡胶、聚噻吩分子的移动速率，降低电极片的电阻；

21、3、凹凸棒土的棒状结构能够在丁苯橡胶与聚噻吩的混合物中形成若干缝隙通道，并且凹凸棒土自身的多孔结构形成电子/锂离子的移动通道，通过在丁苯橡胶、聚噻吩与凹凸棒土的混合物中，加入氧化石墨烯并混炼，在不断地辊压过程中，使得片状氧化石墨烯均匀分散，并部分嵌入至凹凸棒土的孔洞中，引导电子/锂离子进入凹凸棒土的移动通道中，便于电子/锂离子在丁苯橡胶与聚噻吩的混合物中移动；并且嵌入至凹凸棒土的孔洞中的部分氧化石墨烯能够加快电子/锂离子在移动通道中移动的速率，从而降低粘结剂对锂离子在正负极活性物质中的快速移动的干扰；尤其是在粘结剂与活性物质的界面、粘结剂与集流体的界面以及活性物质与集流体的界面，本发明导电复合粘结剂中的嵌入部分氧化石墨烯的凹凸棒土结构能够有效的降低锂离子在界面移动的阻力；

22、4、本发明的导电复合粘结剂能够适用于正极极片和负极极片，并且能够满足电子/锂离子在正极活性物质/负极活性物质的移动以及脱嵌。

技术特征：

1.一种导电复合粘结剂，其特征在于，由以下按重量份数计的组分制成：

2.根据权利要求1所述的导电复合粘结剂，其特征在于，所述凹凸棒土与氧化石墨烯的重量比为6：（8~12）。

3.根据权利要求1所述的导电复合粘结剂，其特征在于，所述凹凸棒土的粒径为0.2~1μm。

4.一种权利要求1所述的导电复合粘结剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述s1中挤出温度在100~120℃。

6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述s2中混炼温度在110~130℃。

7.一种电极片，其特征在于，将权利要求1中所述的导电复合粘结剂与活性物质按照重量比（5-20）：（80-95）进行混合，并进行挤出，得到膏状混合物；将膏状混合物与集流体进行辊压，得到电极片。

8.根据权利要求7所述的电极片，其特征在于，挤出温度在180~220℃。

9.根据权利要求7所述的电极片，其特征在于，辊压温度在150~180℃。

10.一种权利要求7中所述的电极片在锂电池中的正极和/或负极中的应用。

技术总结本发明公开了一种导电复合粘结剂、制备方法、电极片及应用，涉及聚合物导电粘结剂技术领域，由以下按重量份数计的组分制成：丁苯橡胶与聚噻吩的混合物100份；凹凸棒土0.2份~0.8份；氧化石墨烯0.4份~1份；其中，所述丁苯橡胶与聚噻吩的混合物中，丁苯橡胶占80%wt~90%wt。本发明通过采用具有导电性能的丁苯橡胶与聚噻吩，利用丁苯橡胶的韧性与聚噻吩的刚性结合，提高电极片的剥离强度；加入凹凸棒土，其棒状结构在丁苯橡胶与聚噻吩的混合物之间形成通道，凹凸棒土具有较宽的多孔通道，便于电子与锂离子移动；添加氧化石墨烯嵌入至凹凸棒土的多孔通道内，加快电子与锂离子的移动速度。技术研发人员：马春响,苏丽访,董捷,陈现宝,张兵兵,朱才勇,孙亢受保护的技术使用者：安徽理士新能源发展有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/2