一种胶涂层及其制备方法和应用与流程

本发明涉及水系电池，特别涉及一种胶涂层及其制备方法和应用。

背景技术：

1、水系电池在实际应用中，在长时间的循环充放电后，集流体的极耳处会出现电解液中电解质的析出，易造成集流体腐蚀、极片欧姆极化增大，电池容量降低，循环寿命衰减等现象。因此，如何避免这类现象的发生，从而提升水系电池的整体电化学性能，成为亟待解决的问题。

技术实现思路

1、鉴于上述情况，本发明旨在提供一种胶涂层及其制备方法和应用，用于解决现有水系电池的集流体的极耳处会出现电解液中电解质的析出，造成集流体腐蚀，电池容量降低，循环寿命衰减的问题之一。

2、本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的：

3、本发明提供了一种胶涂层，胶涂层的制备原料包括水、有机溶剂、涂层胶、分散剂和抗收缩剂。

4、进一步的，有机溶剂是n-甲基-2-吡咯烷酮、n,n-二甲基甲酰胺、三元醇、正己烷、四氢呋喃、羟基吡啶和乙腈中的一种或多种。

5、进一步的，涂层胶是abs塑料胶、聚丙烯酸树脂、环氧树脂、聚氯乙烯、有机硅胶粘剂、聚醋酸乙烯乳液和vae乳液中的一种或多种。

6、进一步的，分散剂是水玻璃、三聚磷酸钠、六偏磷酸钠、焦磷酸钠、三乙基己基磷酸、十二烷基硫酸钠、甲基戊醇、聚丙烯酰胺、脂肪酸聚乙二醇酯和纤维素衍生物中的一种或多种。

7、进一步的，抗收缩剂是聚环氧丙烷、无机媒介物乙二醇和单甘酯中的一种或多种。

8、进一步的，水和有机溶剂的体积比为0.01～1：1。

9、进一步的，分散剂的质量为涂层胶质量的2％～10％。

10、本发明还提供了一种上述胶涂层的制备方法，包括如下步骤：

11、s1、将水和有机溶剂混合，得到溶液a；

12、s2、将涂层胶加入到溶液a中混合，得到溶液b；

13、s3、将分散剂、抗收缩剂，依次加入溶液b中混合，得到溶液c；

14、s4、将溶液c进行真空脱泡处理、涂布、烘干得到胶涂层。

15、本发明还提供了一种上述胶涂层的应用，将上述胶涂层应用于涂层集流体。

16、进一步的，涂层集流体包括集流体基体以及集流体基体上设置的极耳，极耳的表面设有胶涂层。

17、与现有技术相比，本发明至少能实现以下有益效果之一：

18、a)本发明的胶涂层具有绝缘性和优异的耐腐蚀性，将胶涂层应用于集流体的极耳上，能够阻断电解液与涂层内部的集流体直接接触，避免电解液中导电粒子与集流体发生电子交换，从而抑制集流体的腐蚀。涂层集流体的极耳上设有胶涂层，而电子的传导发生在集流体内部，不会造成电池中集流体部分的欧姆电阻增加，对电池的循环性能无抑制作用。

19、b)本发明的胶涂层的制备方法中，微观形态下涂层胶能够与水分子和有机溶剂分子以分子间作用力相互结合；通过先加入分散剂，能够有效分散涂层胶，使其在溶液b呈现均匀分布，而后加入抗收缩剂，在后续的烘干过程中，才能保证溶液c的张力处处相等，使涂层胶成膜更均匀。

20、c)本发明的涂层集流体的制备方法中通过对胶液进行真空脱泡处理，防止在配制胶液过程中掺入空气，防止空气在对集流体的极耳进行涂布处理时，造成胶液后续干燥成膜不完整，集流体裸漏被爬盐腐蚀。

21、d)本发明的涂层集流体的制备方法中，通过添加适量的分散剂，能够有效的均匀分散胶液，在制备涂层集流体时能够制备厚度一致且致密的胶涂层，并牢牢附着在集流体的极耳表面，有效增强集流体极耳处的抗拉强度，使其不易断裂；通过添加微量的抗收缩剂，能够在集流体预烘干和烘干过程中，有效防止胶液过度收缩，造成集流体形变损坏。

22、e)本发明的集流体是一种中间导电，外层绝缘的新型涂层集流体，相较于传统集流体，抗拉强度更高，且能够有效抑制电解液的爬盐现象，缓解集流体的腐蚀，延长水系电池的循环寿命；例如，本发明的涂层集流体的极耳的抗拉强度能达到6.5n以上，例如6.58～14n，是不含胶涂层的传统集流体的抗拉强度的1.3倍以上。本发明的涂层集流体适用于不同组分电解液的水系电池，适应性强。

23、f)本发明的水系电池的循环寿命长，是传统的不含胶涂层集流体电池的2倍以上。

24、本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分的从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书以及附图中所特别指出的内容来实现和获得。

技术特征：

1.一种胶涂层，其特征在于，所述胶涂层的制备原料包括水、有机溶剂、涂层胶、分散剂和抗收缩剂。

2.根据权利要求1所述的胶涂层，其特征在于，所述有机溶剂是n-甲基-2-吡咯烷酮、n,n-二甲基甲酰胺、三元醇、正己烷、四氢呋喃、羟基吡啶和乙腈中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的胶涂层，其特征在于，所述涂层胶是abs塑料胶、聚丙烯酸树脂、环氧树脂、聚氯乙烯、有机硅胶粘剂、聚醋酸乙烯乳液和vae乳液中的一种或多种。

4.根据权利要求1所述的胶涂层，其特征在于，所述分散剂是水玻璃、三聚磷酸钠、六偏磷酸钠、焦磷酸钠、三乙基己基磷酸、十二烷基硫酸钠、甲基戊醇、聚丙烯酰胺、脂肪酸聚乙二醇酯和纤维素衍生物中的一种或多种。

5.根据权利要求1所述的胶涂层，其特征在于，所述抗收缩剂是聚环氧丙烷、无机媒介物乙二醇和单甘酯中的一种或多种。

6.根据权利要求1所述的胶涂层，其特征在于，水和有机溶剂的体积比为0.01～1：1。

7.根据权利要求1所述的胶涂层，其特征在于，所述分散剂的质量为所述涂层胶质量的2％～10％。

8.一种权利要求1至7任一项所述的胶涂层的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

9.一种胶涂层的应用，其特征在于，将权利要求1至7任一项所述的胶涂层或者权利要求8所述的制备方法制备得到的胶涂层应用于涂层集流体。

10.根据权利要求9所述的胶涂层的应用，其特征在于，所述涂层集流体包括集流体基体以及集流体基体上设置的极耳，极耳的表面设有胶涂层。

技术总结本发明公开了一种胶涂层及其制备方法和应用，属于水系电池技术领域，解决了现有技术中水系电池的集流体的极耳处会出现电解液中电解质的析出，造成集流体腐蚀，电池容量降低，循环寿命衰减的问题。胶涂层的制备原料包括水、有机溶剂、涂层胶、分散剂和抗收缩剂。本发明的胶涂层具有绝缘性和优异的耐腐蚀性，将胶涂层应用于集流体的极耳上，能够抑制集流体的腐蚀。技术研发人员：钱森森,杨鹏,蒋立君,张永献受保护的技术使用者：超威电源集团有限公司技术研发日：技术公布日：2025/1/6