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一种负极粘结剂及其应用

2021-03-04 16:45:11

一种负极粘结剂及其应用

  技术领域

  本发明涉及一种粘结剂,尤其涉及一种负极粘结剂及其应用,属于电池技术领域

  背景技术

  负极是锂离子电池的重要组成部分,负极中的粘结剂是影响锂离子电池的整体动力学性能的重要因素之一,通过选用性能更为优异的负极粘结剂是提升电芯性能的重要途径。

  目前锂离子电池所使用的负极粘结剂大部分采用由丁二烯和苯乙烯共聚得到的丁苯橡胶及其改性材料,如通过丙烯酸、丙烯腈、丁腈、丙烯酸酯改性或共聚的SBR等。相对纯的丁苯橡胶来说,虽然通过改性能够提升极片粘接性能和离子电导性能,但是锂离子电池电性能的改善还是不尽如人意。

  现阶段公开了一种核壳结构的丙烯酸类粘结剂,其能够提升电池的低温充放电性能。但是,对于高温条件下的电性能并没有明显的提升效果。

  发明内容

  本发明提供一种负极粘结剂,该负极粘结剂用于锂离子电池中,不仅能够有效改善锂离子电池的安全性能以及低温充放电性能,还能够优化锂离子电池的高温存储性能和高温稳定性能。

  本发明还提供一种负极片,含有上述负极粘结剂,因此负极片具有导离子性能高、高温抗膨胀性能佳且粘结性能强的特点。

  本发明还提供一种锂离子电池,包括上述负极片,因此该锂离子电池具有较为优异的安全性能、低温充放电性能、高温存储性能和高温稳定性能。

  本发明提供一种负极粘结剂,包括由1-乙烯基-3-丁基咪唑六氟磷酸盐作为单体之一的共聚物。

  如上所述的负极粘结剂,其中,所述负极粘结剂的粘度为1-50000mpa.s。

  如上所述的负极粘结剂,其中,所述负极粘结剂包括含有羰基的不饱和单体与所述1-乙烯基-3-丁基咪唑六氟磷酸盐的共聚物。

  如上所述的负极粘结剂,其中,所述含有羰基的不饱和单体包括含有酸性基团的不饱和单体,不饱和酰胺单体以及不饱和氟化羧酸烷基酯单体。

  如上所述的负极粘结剂,其中,所述负极粘结剂的重均分子量为20万-1000万。

  如上所述的负极粘结剂,其中,所述负极粘结剂通过包括以下过程的方法制备得到:

  加热所述含有羰基的不饱和单体、1-乙烯基-3-丁基咪唑六氟磷酸盐、引发剂以及表面活性剂的体系使进行聚合反应,所述聚合反应结束后调节反应体系的pH为6-8,得到所述负极粘结剂。

  如上所述的负极粘结剂,其中,基于所述不饱和单体、1-乙烯基-3-丁基咪唑六氟磷酸盐以及引发剂的总质量,所述含有酸性基团的不饱和单体的质量分数为73-97.3%,所述不饱和酰胺单体的质量分数为2-10%,所述不饱和氟化羧酸烷基酯单体的质量分数为0.1-2%,所述1-乙烯基-3-丁基咪唑六氟磷酸盐的质量分数为0.5-5%,所述引发剂的质量分数为0.1-10%;

  所述表面活性的质量为所述不饱和单体、1-乙烯基-3-丁基咪唑六氟磷酸盐以及引发剂的总质量的0.1-5%。

  如上所述的负极粘结剂,其中,所述含有酸性基团的不饱和单体选自(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酸钠、(甲基)丙烯酸钠、丙烯酸、丁烯酸、马来酸、衣康酸及各自衍生物中的至少一种;

  和/或,所述不饱和酰胺单体选自丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、N-羟甲基丙烯酰胺、N-羟甲基甲基丙烯酰胺及N,N-二甲基丙烯酰胺中的至少一种;

  和/或,所述不饱和氟化羧酸烷基酯单体选自氟化甲基丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸氟化烷基酯。

  本发明还提供一种负极片,所述负极片包括上述所述的负极粘结剂。

  本发明还提供一种锂离子电池,所述锂离子电池的负极片为上述所述的负极片。

  本发明的负极粘结剂,通过1-乙烯基-3-丁基咪唑六氟磷酸盐对聚合物进行改性,使得负极粘结剂的导离子率、粘结性能以及抗膨胀性能有了明显改善,因此将其应用于锂离子电池时有利于提升锂离子电池的安全性能、低温充放电性能、高温存储性能和高温稳定性能。

  本发明的负极片,由于包括了前述负极粘结剂,因此导离子率、粘结性能以及抗膨胀性能得到了明显的改善。

  本发明的锂离子电池,由于包括了前述的负极片,因此该锂离子电池的安全性能、低温充放电性能、高温存储性能和高温稳定性能得到了有效的提升。

  具体实施方式

  为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明的实施例,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。

  本发明第一方面是提供一种负极粘结剂,该负极粘结剂包括由1-乙烯基-3-丁基咪唑六氟磷酸盐作为单体之一的共聚物。

  在一种实施方式中,本发明的负极粘结剂可以为下述式1所示。其中,R为其他不饱和单体聚合得到的共聚物。

  

  本发明的负极粘结剂用于为制备负极片的材料,例如负极活性材料、导电剂、增稠剂等之间提供一定的粘结力,从而便于得到用于涂布于负极集流体表面的浆料。

  根据本发明提供的技术方案,通过使用上述负极粘结剂制备负极片,可使包含该负极片的锂离子电池的安全性能、低温充放电性能、高温存储性能和高温稳定性能。发明人基于此现象进行分析,认为可能是:本发明的负极粘结剂包括1-乙烯基-3-丁基咪唑六氟磷酸盐作为单体之一的聚合物,由于1-乙烯基-3-丁基咪唑六氟磷酸盐具备离子液体特性、离子电导率高且对锂离子有络合能力和解络合能力,因此能够有效改善负极片的离子电导率得到进一步提升,从而大幅提高使用含有该负极片的锂离子电池的低温充放电和倍率性能,解决锂离子电池在低温条件下充放电过程中因负极片反复膨胀、收缩而导致电池的形变和局部析锂的问题,有利于延缓电池循环寿命的衰减且抑制锂枝晶导致的电池短路的问题;同时,1-乙烯基-3-丁基咪唑六氟磷酸盐具有优异的热稳定性和宽的电化学窗口,因此能够提升含有该负极片的锂离子电池的高温循环性能和高温存储性能。

  进一步地,可以通过监测反应过程控制本发明的负极粘结剂的粘度为1-50000mpa.s。

  为了进一步保证负极粘结剂对锂离子电池低温充放电和倍率性能的改善,负极粘结剂包括含有羰基的不饱和单体与所述1-乙烯基-3-丁基咪唑六氟磷酸盐的共聚物。

  本发明的含有羰基的不饱和单体可以为一个或多个。当不饱和单体为一个时,负极粘结剂可以是该含有羰基的不饱和单体均聚得到的嵌段与1-乙烯基-3-丁基咪唑六氟磷酸盐聚合得到,也可以是该含有羰基的不饱和单体与1-乙烯基-3-丁基咪唑六氟磷酸盐聚合得到;当不饱和单体为多个时,负极粘结剂可以是多种含有羰基的不饱和单体各自均聚后的均聚嵌段组合得到组合嵌段与1-乙烯基-3-丁基咪唑六氟磷酸盐聚合得到,也可以是多种含有羰基的不饱和单体互相共聚后得到的共聚嵌段与1-乙烯基-3-丁基咪唑六氟磷酸盐聚合得到,还可以是多种含有羰基的不饱和单体与1-乙烯基-3-丁基咪唑六氟磷酸盐共同混合聚合得到。

  具体含有羰基的不饱和单体的选择可以根据应用对象的具体需求以及成本确定。

  发明人发现,当不饱和单体包括含有酸性基团的不饱和单体,不饱和酰胺单体以及不饱和氟化羧酸烷基酯单体时,有利于进一步提升负极粘结剂的性能,使负极粘结剂的粘结性能、高温抗膨胀性能以及导离子性能得到更为满意的改善。

  进一步地,当不饱和单体包括含有酸性基团的不饱和单体,不饱和酰胺单体以及不饱和氟化羧酸烷基酯单体时,可以控制负极粘结剂的重均分子量为20万-1000万,从而有利于进一步提升负极粘结剂的粘结性能、高温抗膨胀性能以及导离子性能。

  上述含有酸性基团的不饱和单体是指含有不饱和键(烯键、炔键等)且含有酸性基团(羧基、磺酸基等)的单体,例如可以选自羧酸(盐)不饱和单体、磺酸(盐)不饱和单体以及磷酸(盐)不饱和单体中的至少一种。

  上述不饱和酰胺单体是指含有不饱和键(烯键、炔键等)且含有酰胺基团的单体。该不饱和酰胺单体能够起到交联和提升粘结力的作用。

  上述不饱和氟化羧酸烷基酯单体是指含有氟基取代的且含有不饱和键(烯键、炔键等)的酯类。该不饱和氟化羧酸烷基酯单体能够提升负极片与电解液的亲和性,从而使负极片与电解液的润湿性能优异,改善高低温输出特性。

  在一种具体实施方式中,上述负极粘结剂具体通过包括以下过程的方法制备得到:

  加热含有羰基的不饱和单体、1-乙烯基-3-丁基咪唑六氟磷酸盐、引发剂以及表面活性剂的体系使进行聚合反应,所述聚合反应结束后调节反应体系的pH为6-8,得到负极粘结剂。

  能够理解的是,上述聚合反应中还包括溶剂,例如可以采用去离子水。

  上述聚合反应的温度为25-95℃,反应过程中可以通过监测聚合转化率而判断反应的程度,一般当聚合转化率(聚合产物与参加单体总质量之比)为97%左右时,可以停止反应并利用弱碱性溶液(例如氨水)调节pH为6-8,从而得到本发明的负极粘结剂。

  其中,在上述pH值范围内,酸性越低越有利于改善负极粘结剂的粘结性能,酸性越弱越有利于改善负极粘结剂的高温性能,因此可以根据具体需求选择性的控制负极粘结剂的具体pH值。

  此外,本发明的被1-乙烯基-3-丁基咪唑六氟磷酸盐改性的负极粘结剂的离子电导率可达10-2~10-4S/cm,从而能够有助于使锂离子电池电性能表现优异。能够理解的是,具体1-乙烯基-3-丁基咪唑六氟磷酸盐的离子电导率会由于不饱和单体的选择、反应温度的选择等而有所不同。

  在一种实施方式中,基于所述不饱和单体、1-乙烯基-3-丁基咪唑六氟磷酸盐以及引发剂的总质量,含有酸性基团的不饱和单体的质量分数为73-97.3%,不饱和酰胺单体的质量分数为2-10%,不饱和氟化羧酸烷基酯单体的质量分数为0.1-2%,1-乙烯基-3-丁基咪唑六氟磷酸盐的质量分数为0.5-5%,引发剂的质量分数为0.1-10%;所述表面活性的质量为所述不饱和单体、1-乙烯基-3-丁基咪唑六氟磷酸盐以及引发剂的总质量的0.1-5%。

  其中,不饱和酰胺单体的含量范围既有利于保证集流体和负极主材间的粘结力,也能够实现负极粘结剂的酸碱稳定性;不饱和氟化羧酸烷基酯和1-乙烯基-3-丁基咪唑六氟磷酸盐的含量范围有助于实现负极粘结剂的高离子传导率。

  具体地,本发明的含有酸性基团的不饱和单体选自(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酸钠、(甲基)丙烯酸钠、丙烯酸、丁烯酸、马来酸、衣康酸及各自衍生物中的至少一种;

  和/或,不饱和酰胺单体选自丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、N-羟甲基丙烯酰胺、N-羟甲基甲基丙烯酰胺及N,N-二甲基丙烯酰胺中的至少一种;

  和/或,不饱和氟化羧酸烷基酯单体选自氟化甲基丙烯酸烷基酯、(甲基)丙烯酸氟化烷基酯中的至少一种。

  此外,表面活性剂选自十二烷基苯醚磺酸钠、聚氧亚烷基链烯基醚硫酸铵、OP-10、十二烷基苯磺酸钠中的至少一种,引发剂与本领域的常用引发剂相同,例如可以是过硫酸钾、过硫酸钠、过硫酸铵中的至少一种。

  本发明前述负极粘结剂的制备方法,包括:加热含有不饱和单体、1-乙烯基-3-丁基咪唑六氟磷酸盐、引发剂以及表面活性剂的体系使进行聚合反应,聚合反应结束后调节反应体系的pH为6-8,得到负极粘结剂。

  上述制备方法的具体工艺参数以及反应物的选择,可以与前述相同,此处不再赘述。

  本发明的第二个方面是提供一种负极片,包括前述第一个方面的负极粘结剂。

  该负极片包括负极集流体以及涂布于集流体表面的负极材料。

  具体在操作时,将负极活性材料、第一方面的粘结剂、导电剂等分散在适量溶剂中,充分搅拌混合形成均匀的负极浆料;将负极浆料均匀涂覆在负极集流体铜箔上,经过烘干、辊压和分切,得到负极片。

  本发明并不严格限定负极活性材料、导电剂以及溶剂,可以是目前锂离子电池中所常用的材料。

  本发明第三方面是提供一种锂离子电池,该锂离子电池的负极为前述第二方面的负极片。

  能够想到的是,本发明的锂离子电池除了前述负极片外,还包括正极片、电解液以及隔膜。

  本发明并不严格限定正极片的活性材料,可以是目前锂离子电池中所常用的正极活性材料,比如钴酸锂、镍酸锂、锰酸锂、锰酸锂、镍钴锰三元材料、镍钴铝三元材料、磷酸铁锂(LFP)、镍锰酸锂、富锂锰基材料、等中的至少一种。

  具体在操作时,可以将上述至少一种正极活性材料、导电剂和粘结剂分散在适量的溶剂中,充分搅拌混合形成均匀的正极浆料;将正极浆料均匀涂覆在正极集流体铝箔上,经过烘干、辊压和分切,得到正极片。

  本发明并不严格限定电解液的选择,可以包括目前锂离子电池电解液中常用的溶剂中的一种或多种,以及目前锂离子电解液中所常用的电解质锂盐,例如:溶剂可以是碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸丁烯酯、氟代碳酸乙烯酯(FEC)、碳酸二甲酯(DMC)、碳酸二乙酯(DEC)、二氟代碳酸乙烯酯(DFEC)、碳酸二丙酯、碳酸甲乙酯(EMC)、乙酸乙酯、丙酸乙酯、乙酸丙酯、丙酸丙酯、环丁砜、γ-丁内酯等;锂盐比如可以选择六氟磷酸锂(LiPF6)、双(氟磺酰)亚胺锂(LiFSI)、双(三氟甲基磺酸酰)亚氨锂(LiTFSI)中的一种或多种。

  本发明并不严格限定隔膜的材料选择,可以是目前锂离子电池中所常用的隔膜材料,比如为聚丙烯隔膜(PP)、聚乙烯隔膜(PE)、聚丙烯/聚乙烯双层复合膜(PP/PE)、聚酰亚胺静电纺丝隔膜(PI)、聚丙烯/聚乙烯/聚丙烯三层复合膜(PP/PE/PP)、纤维素无纺布隔膜、带陶瓷涂层的隔膜中的一种。

  在制备锂离子电池时,将正极片、隔膜和负极片进行卷绕或叠片得到裸电芯,并将裸电芯封装到预先冲压成型的铝塑膜袋中。封装好的电池经过85℃烘干水分后,将电解液注入到干燥的电池中,电池经过搁置、化成和二次封口后完成锂离子电池的制备。

  以下,通过具体实施例对本发明的负极粘结剂以及制备方法进行详细的介绍。

  实施例1

  本实施例的负极粘结剂的制备方法包括:

  1、将参与聚合反应的物料加入装有搅拌器、温度计和冷凝器的反应容器中进行聚合反应;

  其中,参与聚合反应的物料为:

  甲基丙烯酸(含酸性官能团的单体)89.5质量份

  甲基丙烯酰胺(不饱和酰胺)5.5质量份

  2,2,2-三氟乙基甲基丙烯酸酯(不饱和氟化羧酸烷基酯)1.5质量份

  1-乙烯基-3-丁基咪唑六氟磷酸盐1.5份

  十二烷基苯醚磺酸钠(表面活性剂)1.5质量份

  过硫酸钾(引发剂)0.5质量份

  去离子水150质量份;

  2、充分搅拌后,加热至75℃引发聚合,当聚合转化率达到97%时进行停止反应,向反应体系添加氨水,调整pH值为7,粘度为144mPa.s,得到本实施例的负极粘结剂。

  实施例2

  本实施例的负极粘结剂的制备方法包括:

  1、将参与聚合反应的物料加入装有搅拌器、温度计和冷凝器的反应容器中进行聚合反应;

  其中,参与聚合反应的物料为:

  甲基丙烯酸(含酸性官能团的单体)89.0质量份

  甲基丙烯酰胺(不饱和酰胺)5.5质量份

  2,2,2-三氟乙基甲基丙烯酸酯(不饱和氟化羧酸烷基酯)1.5质量份

  1-乙烯基-3-丁基咪唑六氟磷酸盐2.0份

  十二烷基苯醚磺酸钠(表面活性剂)1.5质量份

  过硫酸钾(引发剂)0.5质量份

  去离子水150质量份;

  2、充分搅拌后,加热至75℃引发聚合,当聚合转化率达到97%时停止反应,向反应体系添加氨水(氨水的添加量为混合物质量的10%),调整pH值为7,粘度为203mPa.s,得到本实施例的负极粘结剂。

  实施例3

  本实施例的负极粘结剂的制备方法包括:

  1、将参与聚合反应的物料加入装有搅拌器、温度计和冷凝器的反应容器中进行聚合反应;

  其中,参与聚合反应的物料为:

  甲基丙烯酸(含酸性官能团的单体)88.5质量份

  甲基丙烯酰胺(不饱和酰胺)5.5质量份

  2,2,2-三氟乙基甲基丙烯酸酯(不饱和氟化羧酸烷基酯)1.5质量份

  1-乙烯基-3-丁基咪唑六氟磷酸盐2.5份

  十二烷基苯醚磺酸钠(表面活性剂)1.5质量份

  过硫酸钾(引发剂)0.5质量份

  去离子水150质量份;

  2、充分搅拌后,加热至75℃引发聚合,当聚合转化率达到97%时停止反应,向反应体系添加氨水(氨水的添加量为混合物质量的10%),调整pH值为7,粘度为186mPa.s,得到本实施例的负极粘结剂。

  实施例4

  本实施例的负极粘结剂的制备方法包括:

  1、将参与聚合反应的物料加入装有搅拌器、温度计和冷凝器的反应容器中进行聚合反应;

  其中,参与聚合反应的物料为:

  甲基丙烯酸(含酸性官能团的单体)88.0质量份

  甲基丙烯酰胺(不饱和酰胺)5.5质量份

  2,2,2-三氟乙基甲基丙烯酸酯(不饱和氟化羧酸烷基酯)1.5质量份

  1-乙烯基-3-丁基咪唑六氟磷酸盐3.0份

  十二烷基苯醚磺酸钠(表面活性剂)1.5质量份

  过硫酸钾(引发剂)0.5质量份

  去离子水150质量份;

  2、充分搅拌后,加热至75℃引发聚合,当聚合转化率达到97%时进行停止反应,向反应体系添加氨水,调整pH值为7,粘度为183mPa.s,得到本实施例的负极粘结剂。

  对比例1

  本对比例的负极粘结剂的制备方法包括:

  1、将参与聚合反应的物料加入装有搅拌器、温度计和冷凝器的反应容器中进行聚合反应;

  其中,参与聚合反应的物料为:

  甲基丙烯酸(含酸性官能团的单体)95.0质量份

  2,2,2-三氟乙基甲基丙烯酸酯(不饱和氟化羧酸烷基酯)1.5质量份

  1-乙烯基-3-丁基咪唑六氟磷酸盐1.5份

  十二烷基苯醚磺酸钠(表面活性剂)1.5质量份

  过硫酸钾(引发剂)0.5质量份

  去离子水150质量份;

  2、充分搅拌后,加热至75℃引发聚合,当聚合转化率达到97%时进行停止反应,向反应体系添加氨水,调整pH值为7,粘度为211mPa.s,得到本对比例的负极粘结剂。

  对比例2

  本对比例的负极粘结剂的制备方法包括:

  1、将参与聚合反应的物料加入装有搅拌器、温度计和冷凝器的反应容器中进行聚合反应;

  其中,参与聚合反应的物料为:

  甲基丙烯酸(含酸性官能团的单体)92.5质量份

  甲基丙烯酰胺(不饱和酰胺)5.5质量份

  2,2,2-三氟乙基甲基丙烯酸酯(不饱和氟化羧酸烷基酯)1.5质量份

  过硫酸钾(引发剂)0.5质量份

  去离子水150质量份;

  2、充分搅拌后,加热至75℃引发聚合,当聚合转化率达到97%时进行冷却并停止反应,向反应体系添加氨水(氨水的添加量为混合物质量的10%),调整pH值为7,粘度为250mPa.s,得到本对比例的负极粘结剂。

  试验例

  利用上述实施例和对比例中的负极粘结剂制备负极片,搭配正极片和隔膜(12μm聚乙烯多孔裸膜)按常规方式卷绕成裸电芯,热压后放置在冲好坑的铝塑膜中,预封装后真空干燥24h;测试正极片、负极片、隔膜的水分满足200PPM以下后,注入电解液,之后进行真空封装、化成(化成温度为80℃、化成压力为422kg.f,以0.5C小电流预充至4.0V,之后冷压整形)得到锂离子电池。

  其中,负极片、正极片以及电解液按照下述方法得到。

  负极片的制备方法包括:分别将实施例以及对比例中的粘结剂与负极活性物质(人造石墨)、导电剂(super-p)、增稠剂(CMC)按质量比为1.5:96:1.0:1.5的比例加入水中,混合均匀后涂覆在负极集流体(铜箔)上,在80℃温度下烘干后用辊压机辊压,之后裁片、分切、真空烘干、焊极耳,制成负极片。

  正极片的制备方法包括:采用常规的工艺制备正极片:将正极活性物质(4.4V钴酸锂)、导电剂(super-p)、粘结剂(PVDF)按质量比为97:2:1的比例加入N-甲基吡咯烷酮中,混合均匀后涂覆在正极集流体(铝箔)上,在90℃温度下烘干后用辊压机辊压,裁片、分切、真空烘干、焊极耳,制成正极片。

  电解液的制备方法包括:将碳酸乙烯酯(EC)、碳酸丙烯酯(PC)、碳酸甲乙酯(EMC)按体积比1:1:1的比例混合均匀,然后往其中加入LiF6P调制成1mol/L电解液,并加入2%电解液质量的碳酸片亚乙烯酯(VC)、5%的氟代碳酸乙烯酯作为添加剂,制成最终的电解液。

  对实施例以及对比例中的负极粘结剂,以及按照上述方法制备得到的负极片、锂离子电池进行以下检测。

  1、负极粘结剂高温溶胀度检测

  将粘结剂流入硅容器中,在室温下风干72h,将干燥后得到的胶膜裁剪成1×1cm的正方形膜片,并称重记为M0;将该膜片浸泡在1mol/L的LiPF6电解液(溶剂比例:EC/PC/DMC=1/1/1)中,在60℃浸泡72h后,称重记为M1,溶胀度ω=用下式进行计算,结果见表1:

  ω=(M1-M0)/M0

  2、负极粘结剂离子电导率检测

  将粘结剂流入硅容器中,在室温下风干72h,将干燥后得到的胶膜裁剪成1×1cm的正方形膜片,将该膜片浸泡在1mol/L的LiPF6电解液(溶剂比例:EC/PC/DMC=1/1/1)中,在60℃浸泡72h后,测量膜片的厚度d,之后将膜片夹持在两张铜箔之间,根据0.001~1MHZ下测试的交流阻抗来计算电阻Rb,离子电导率X用下式进行计算,结果见表1:

  X=d/Rb

  3、负极片剥离力检测

  将负极片裁剪成固定2.5cm宽度,固定在模具上,用强力胶粘住电极层,使用拉伸机测试剥离强度。

  4、锂离子电池低温放电检测

  将电池置于常温环境中,以1C、截止0.05C恒流恒压充电至4.4V,静置10min,放电至3.0V,记录放电容量为Q1;然后以1C、截止0.05C恒流恒压充电至4.4V,置于-20℃环境中用0.5C电流放电至3.0V,记录放电容量为Q2,由如下公式计算电池低温放电容量保持率,结果见表1:

  容量保持率(%)=Q2/Q1×100

  5、锂离子电池低温充电析锂检测

  将满电电芯在0℃环境下以0.5C充、0.5C放循环测试20T,满电下台后解剖电芯,观察负极片析锂状况。

  6、锂离子电池高温存储检测

  将电池置于常温环境中,以1C、截止0.05C恒流恒压充电至4.4V,记录电芯的厚度为h1;然后将电池置于60℃的恒温箱中,保温30天,记录电芯的厚度为h2,由如下公式计算电池高温存储60天后的厚度变化率,结果见表1:

  厚度变化率(%)=(h2-h1)/h1*100%

  7、500T容量保持率

  25℃下,将电芯以0.7C充、1.0C放电、截止电流0.05C循环充放电测试,每次充放电完成后静置10min,记录500周后的放电容量与首次放电容量的比例为保持率。

  表1

  

  根据表1可知:本发明的锂负极片具有优异的高温抗膨胀性能、粘结性能以及离子电导率,因此能够有效改善锂离子电池的安全性能、低温充放电性能、高温存储性能和高温稳定性能。

  最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

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