复合粘结剂、电极片及其制备方法、电池及用电装置与流程

本发明涉及电池，特别是涉及一种复合粘结剂、电极片及其制备方法、电池及用电装置。

背景技术：

1、近年来，随着新能源行业和汽车产业的不断发展，人们对电动汽车、电动自行车等用电装置的需求越来大，对其性能要求也越来越高

2、传统的车辆与电池的电极片，常需要采用粘合剂将电极活性物质、导电剂等组分均匀的黏附在集流体上，以使电池在循环充放电过程中维持电极结构的稳定。然而，碳基负极活性物质和硅基负极活性物质等电极活性物质在循环充放电过程中，不可避免的会产生体积膨胀，尤其是硅负极活性物质体积膨胀度很高，容易破坏电极结构的稳定性，从而导致电池的循环性能下降。且，传统的粘合剂用于制备电极片时，需要才有n-甲基-2-吡咯烷酮（nmp）和水等溶剂分散电极材料使电极材料和粘结剂混合均匀，后续需要进行高温烘干除去溶剂才能得到电极片，该电极制备工艺的设备占地面积大，所需能耗高，同时n-甲基-2-吡咯烷酮等为有害气体且成本高，需要设置n-甲基-2-吡咯烷酮回收装置，增加了工艺成本。

3、因此，传统技术仍有待改进。

技术实现思路

1、基于此，本发明提供了一种能提高电池循环性能的复合粘结剂、电极片及其制备方法、电池及用电装置，且该复合粘结剂可以通过干法制备电极片。

2、本发明的一个方面，提供一种复合粘结剂，所述复合粘结剂包括聚四氟乙烯及设于所述聚四氟乙烯的至少部分表面的聚多巴胺；

3、其中，按照质量份数计，所述复合粘结剂包括50份~99.99份所述聚四氟乙烯和0.01份~50份所述聚多巴胺。

4、上述复合粘结剂中，在聚四氟乙烯的至少部分表面包覆聚多巴胺，聚多巴胺含有胺基、羟基等极性基团，从而使复合粘结剂表面负载更多的极性基团，提高其粘结能力。该复合粘结剂用于制备电极片时，能提高电极片的稳定性，即使用于制备含膨胀系数大的硅基负极活性材料的电极片，也能保持良好的稳定性，从而提高电池的循环性能。

5、且该复合粘结剂可以通过干法制备电极片，即可在不加溶剂的情况下制备电极片，如此，可以简化制备工艺，降低制备成本，有利于大规模化生产。

6、在其中一些实施例中，以所述复合粘结剂的总质量为基准，所述聚四氟乙烯的质量占比为50%~99.99%。

7、本申请一实施方式，还提供上述复合粘结剂的制备方法，包括如下步骤：

8、按照所述聚四氟乙烯和所述聚多巴胺的化学计量配比提供原料：聚四氟乙烯和多巴胺盐酸盐溶液；

9、将所述聚四氟乙烯与所述多巴胺盐酸盐溶液混合，并进行聚合反应，制备所述复合粘结剂。

10、在其中一些实施例中，所述将聚四氟乙烯与多巴胺盐酸盐溶液混合的步骤包括如下步骤：

11、在所述多巴胺盐酸盐溶液中加入缓冲溶液，以使混合体系的ph值为7.5~12，再加入所述聚四氟乙烯。

12、在其中一些实施例中，所述聚合反应的温度为-18℃~40℃，时间为1h ~48h；和/或

13、所述多巴胺盐酸盐溶液的浓度为0.01g/l~20g/l。

14、本发明的另一方面，提供一种电极片，所述电极片包括集流体及设于集流体至少一个表面的活性层，所述活性层包括上述的复合粘结剂或上述的复合粘结剂的制备方法制得的粘结剂。

15、在其中一些实施例中，所述活性层还包括负极活性材料和导电剂，所述负极活性材料包括碳基负极活性材料和硅基负极活性材料中的至少一种。

16、在其中一些实施例中，在所述活性层中，所述复合粘结剂的质量占比为0.1%~20%；和/或

17、在所述活性层中，所述负极活性材料的质量占比为60%~99.8%；和/或

18、在所述活性层中，所述导电剂的质量占比为0.1%~20%。

19、本发明的又一方面，还提供上述电极片的制备方法，包括如下步骤：

20、将包括所述粘结剂的制备原料混合，制备活性混合料；

21、将所述活性混合料涂覆在所述集流体的至少一个表面，制备所述电极片。

22、本发明的另一方面，提供一种电池，所述电池包括上述的电极片或上述的电极片的制备方法制得的电极片。

23、本发明的又一方面，还提供一种用电装置，其特征在于，所述用电装置包括如上所述的电池。

24、在其中一些实施例中，所述用电装置包括车辆。

技术特征：

1.一种复合粘结剂，其特征在于，所述复合粘结剂包括聚四氟乙烯及设于所述聚四氟乙烯的至少部分表面的聚多巴胺；

2.如权利要求1所述的复合粘结剂，其特征在于，以所述复合粘结剂的总质量为基准，所述聚四氟乙烯的质量占比为50%~99.99%。

3.如权利要求1~2任一项所述的复合粘结剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

4.如权利要求3所述的复合粘结剂的制备方法，其特征在于，所述将聚四氟乙烯与多巴胺盐酸盐溶液混合的步骤包括如下步骤：

5.如权利要求3~4任一项所述的复合粘结剂的制备方法，其特征在于，所述聚合反应的温度为-18℃~40℃，时间为1 h ~48h；和/或

6.一种电极片，其特征在于，所述电极片包括集流体及设于集流体至少一个表面的活性层，所述活性层包括如权利要求1~2任一项所述的复合粘结剂或如权利要求3~5任一项所述的复合粘结剂的制备方法制得的粘结剂。

7.如权利要求6所述的电极片，其特征在于，所述活性层还包括负极活性材料和导电剂，所述负极活性材料包括碳基负极活性材料和硅基负极活性材料中的至少一种。

8.如权利要求7所述的电极片，其特征在于，在所述活性层中，所述复合粘结剂的质量占比为0.1%~20%；和/或

9.如权利要求6~8任一项所述的电极片的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

10.一种电池，其特征在于，所述电池包括如权利要求6~8任一项所述的电极片或如权利要求9所述的电极片的制备方法制得的电极片。

11.一种用电装置，其特征在于，所述用电装置包括如权利要求10所述的电池。

12.如权利要求11所述的用电装置，其特征在于，所述用电装置包括车辆。

技术总结本申请涉及一种复合粘结剂、电极片及其制备方法、电池及用电装置。所述复合粘结剂包括聚四氟乙烯及设于所述聚四氟乙烯的至少部分表面的聚多巴胺；其中，按照质量份数计，所述复合粘结剂包括50份~99.99份所述聚四氟乙烯和0.01份~50份所述聚多巴胺。该复合粘结剂用于制备电极片时，能提高电极片的稳定性，且可以通过干法制备电极片，从而可以降低制备成本，有利于大规模化生产。技术研发人员：陈书礼,王君君,高敬莞,陈浩,门鑫,李咏琪,荣常如,黄立城,姜云峰受保护的技术使用者：中国第一汽车股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/29