鋰離子電池卷芯用膠水及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及鋰離子電池【技術(shù)領(lǐng)域】。本發(fā)明提供了一種鋰離子電池卷芯用膠水，包括：5wt%～30wt%的聚偏二氟乙烯，30wt%～50wt%的N-甲基吡咯烷酮與余量的丙酮。本發(fā)明還提供了上述膠水的制備過程。本發(fā)明的膠水用于粘結(jié)卷繞式鋰電池的隔膜，其中聚偏二氟乙烯作為粘結(jié)劑能夠使膠水將隔膜很好的粘結(jié)，起到固定作用；并且由于N-甲基吡咯烷酮與丙酮作為溶劑，上述兩種溶劑對聚偏二氟乙烯具有較好的溶解性，且揮發(fā)速度較快，不會增加電池的厚度，從而不會影響電池的性能。
【專利說明】鋰離子電池卷芯用膠水及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及鋰離子電池【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及鋰離子電池卷芯用膠水及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]鋰離子電池由于具有工作電壓高、能量密度高、循環(huán)使用次數(shù)多以及壽命長等優(yōu)點，不僅在智能手機(jī)、筆記本電腦和數(shù)碼攝像機(jī)等數(shù)碼產(chǎn)品得到了廣泛應(yīng)用，而且也廣泛應(yīng)用于電動汽車、電動自行車以及電動工具等大中型電動設(shè)備方面。因此，對鋰離子電池的安全要求越來越高。
[0003]目前，鋰離子電池在生產(chǎn)過程中會采用膠帶對鋰離子電池隔膜進(jìn)行固定和絕緣保護(hù)，以保證鋰離子電池的安全性，并且鋰離子電池在卷繞完成后，也需要采用膠帶將卷芯固定，但是這類膠帶大多是進(jìn)口膠帶，而且需要投入設(shè)備、人員對膠帶進(jìn)行固定長度的裁切，使鋰離子的生產(chǎn)操作復(fù)雜、效率低且成本高。如果使用膠水固定鋰離子卷芯則操作簡單、效率高，同時卷芯固定材料的成本將會降低90%左右。但是市面上的大部分膠水均是非電池體系中的物質(zhì)，從而會對電池體系造成負(fù)面影響。因此，本申請?zhí)峁┝艘环N鋰離子電池卷芯固定膠水。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明解決的技術(shù)問題在于提供一種鋰離子卷芯用膠水及其制備方法，所述膠水使鋰離子電池制備過程簡單，效率高且不影響鋰離子電池的性能。
[0005]有鑒于此，本發(fā)明提供了一種鋰離子電池卷芯用膠水，包括:
[0006]聚偏二氟乙烯 5wt%~30wt% ;
[0007]N-甲基吡咯烷酮 30wt%~50wt% ；
[0008]丙酮余量。
[0009]優(yōu)選的，所述聚偏二氟乙烯的含量為10wt%~25wt%。
[0010]優(yōu)選的，所述N-甲基吡咯烷酮的含量為35wt%~45wt%。
[0011]本發(fā)明還提供了上述方案的鋰離子電池卷芯用膠水的制備方法，包括:
[0012]將3wt%~30wt%的聚偏二氟乙烯、30wt%~50wt%的N-甲基吡咯燒酮與余量的丙酮混合，攪拌后得到鋰離子電池卷芯用膠水。
[0013]優(yōu)選的，所述攪拌之后還包括:將所述膠水進(jìn)行過篩。
[0014]優(yōu)選的，所述攪拌的時間為0.5h~10h。
[0015]優(yōu)選的，所述聚偏二氟乙烯為粉末。
[0016]優(yōu)選的，所述聚偏二氟乙烯為經(jīng)過烘干后得到，所述烘干的溫度為80~100°C，所述烘干的時間為3~4h。
[0017]本發(fā)明提供了一種鋰離子電池卷芯用膠水，其包括3wt%~30wt%的聚偏二氟乙烯、30wt%~50wt%的N-甲基吡咯烷酮與余量的丙酮。按照上述配方配制的膠水，其中聚偏二氟乙烯作為粘結(jié)劑能夠使膠水將隔膜很好的粘結(jié)，起到固定作用；同時由于N-甲基吡咯烷酮與丙酮作為溶劑，上述兩種溶劑對聚偏二氟乙烯具有較好的溶解性，且2s~5s即可揮發(fā)，不會增加電池的厚度，并且聚偏二氟乙烯是鋰離子電池極片的重要組分，不會對鋰離子電池的性能造成影響。本發(fā)明提供的膠水能夠提高鋰離子電池卷繞效率，降低成本。
【具體實施方式】
[0018]為了進(jìn)一步理解本發(fā)明，下面結(jié)合實施例對本發(fā)明優(yōu)選實施方案進(jìn)行描述，但是應(yīng)當(dāng)理解，這些描述只是為進(jìn)一步說明本發(fā)明的特征和優(yōu)點，而不是對本發(fā)明權(quán)利要求的限制。
[0019]本發(fā)明實施例公開了一種鋰離子電池卷芯用膠水，所述膠水包括:
[0020]聚偏二氟乙烯 5wt%~30wt% ;
[0021]N-甲基吡咯烷酮 30wt%~50wt% ；
[0022]丙酮余量。
[0023]上述膠水的組分中，所述聚偏二氟乙烯(PVDF)在膠水中作為粘結(jié)劑。所述聚偏二氟乙烯的含量為5wt%~30wt%，優(yōu)選為10wt%~25wt%。
[0024]按照本發(fā)明，所述膠水中的N-甲基吡咯烷酮(NMP)作為溶劑，對聚偏二氟乙烯具有較好的溶解性。作為鋰離子電池卷芯用膠水的組分，為了避免雜質(zhì)的引入，對所述N-甲基吡咯烷酮要求較為嚴(yán)格，所述N-甲基吡咯烷酮在顏色偏黃時不允許使用。所述N-甲基吡咯烷酮的含量為30wt%~50wt%，優(yōu)選為35wt%~45wt%。
[0025]所述丙酮作為鋰離子電池卷芯用膠水的溶劑，其具有較好的揮發(fā)性。所述丙酮作為膠水的溶劑，其在3~5秒即可揮發(fā)，從而不增加卷芯的厚度。
`[0026]本發(fā)明以聚偏二氟乙烯為粘結(jié)劑，N-甲基吡咯烷酮與丙酮為溶劑，將上述組分按照一定的配比配置鋰離子電池卷芯的膠水，所述膠水用于隔膜的固定，能夠?qū)⒏裟ふ辰Y(jié)固定；同時常溫環(huán)境下溶劑的揮發(fā)速度快，殘留成分聚偏二氟乙烯也是極片中重要的組分，不會對電池的性能產(chǎn)生負(fù)面影響。
[0027]本發(fā)明還提供了所述鋰離子電池卷芯用膠水的制備方法，具體為:將3wt%~30wt%的聚偏二氟乙烯、30wt%~50wt%的N-甲基吡咯烷酮與余量的丙酮混合，攪拌后得到鋰離子電池卷芯用膠水。
[0028]在制備所述膠水的過程中，作為優(yōu)選方案，所述聚偏二氟乙烯為粉末狀態(tài)，其在使用前優(yōu)選在烘箱中進(jìn)行烘干，所述烘干的溫度優(yōu)選為80~100°C，所述烘干的時間優(yōu)選為3~4h。所述聚偏二氟乙烯進(jìn)行烘干的作用在于去除水分，并且烘干后的聚偏二氟乙烯更容易分散于溶劑中。所述N-甲基吡咯烷酮在顏色偏黃時不采用。將所述聚偏二氟乙烯、N-甲基吡咯烷酮與丙酮混合之后，需要將混合溶液進(jìn)行攪拌，使所述聚偏二氟乙烯能夠溶于N-甲基吡咯烷酮和丙酮。所述攪拌的時間優(yōu)選為0.5h~10h，更優(yōu)選為Ih~8h。所述聚偏二氟乙烯、N-甲基吡咯烷酮與丙酮攪拌之后，本發(fā)明優(yōu)選將攪拌后的溶液通過篩網(wǎng)進(jìn)行過篩，從而完成膠水的配置。按照本發(fā)明，作為優(yōu)選方案，在膠水配置過程中對環(huán)境參數(shù)也進(jìn)行了限定，所述環(huán)境的溫度優(yōu)選為25±5°C，所述濕度< 40%。
[0029]按照本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的方式卷繞鋰電池卷芯，將卷芯置于沖好坑的包裝膜中，經(jīng)注液、封裝、化成、分容等工序組裝成鋰離子電池，在卷繞電芯的過程中，將本發(fā)明配置的膠水用于固定隔膜和卷芯。由于隔膜的厚度為16 μ m~20 μ m，對于隔膜的固定不需要太大的粘結(jié)力，粘結(jié)力大于等于0.01N/mm即可實現(xiàn)對隔膜的固定。
[0030]本發(fā)明提供了一種鋰離子電池卷芯用膠水，其包括3wt%~30wt%的聚偏二氟乙烯、30wt%~50wt%的N-甲基吡咯烷酮與余量的丙酮。按照上述配方配制的膠水中，聚偏二氟乙烯作為粘結(jié)劑能夠使膠水將隔膜很好的粘結(jié)在一起，起到固定作用；并且由于N-甲基吡咯烷酮與丙酮作為溶劑，上述兩種溶劑對聚偏二氟乙烯具有較好的溶解性，且2s~5s即可揮發(fā)，不會增加電池的厚度，從而未影響電池的性能。本發(fā)明提供的膠水能夠提高鋰離子電池卷繞效率,降低成 本。
[0031]為了進(jìn)一步理解本發(fā)明，下面結(jié)合實施例對本發(fā)明提供的鈷酸鋰正極材料及其制備方法進(jìn)行詳細(xì)說明，本發(fā)明的保護(hù)范圍不受以下實施例的限制。
[0032]以下實施例中的原料均為市售產(chǎn)品。
[0033]實施例1
[0034]將10wt%的聚偏二氟乙烯、50wt%的N-甲基吡咯烷酮與40wt%的丙酮混合，攪拌2h后將膠水在篩網(wǎng)中過篩，得到膠水。測試實施例1制備的膠水的粘結(jié)力，如表1所示，表I為實施例1配制的膠水的粘結(jié)力數(shù)據(jù)表。
[0035]卷繞鋰離子電池卷芯，將上述制備的膠水用于固定卷芯的隔膜，膠水在2s內(nèi)將溶劑揮發(fā)，將制作的卷芯用于型號為42488型鋰電池的卷芯。測定卷芯的厚度為3.60mm。
[0036]表1實施例1配置的膠水的粘結(jié)力數(shù)據(jù)表
[0037]
【權(quán)利要求】
1.一種鋰離子電池卷芯用膠水，包括: 聚偏二氟乙烯5wt%~30wt% ； N-甲基吡咯烷酮 30wt%~50wt% ； 丙酮余量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰離子電池卷芯用膠水，其特征在于，所述聚偏二氟乙烯的含量為10wt%~25wt%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰離子電池卷芯用膠水，其特征在于，所述N-甲基吡咯烷酮的含量為35wt%~45wt%。
4.權(quán)利要求1所述的鋰離子電池卷芯用膠水的制備方法，包括: 將3wt%~30wt%的聚偏二氟乙烯、30wt%~50wt%的N-甲基吡咯烷酮與余量的丙酮混合，攪拌后得到鋰離子電池卷芯用膠水。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制備方法，其特征在于，所述攪拌之后還包括:將所述膠水進(jìn)行過篩。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制備方法，其特征在于，所述攪拌的時間為0.5h~10h。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述制備方法，其特征在于，所述聚偏二氟乙烯為粉末。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的 制備方法，其特征在于，所述聚偏二氟乙烯為經(jīng)過烘干后得至丨J，所述烘干的溫度為80~100°C，所述烘干的時間為3~4h。
【文檔編號】H01M10/0587GK103666334SQ201310153149
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年4月26日 優(yōu)先權(quán)日:2013年4月26日
【發(fā)明者】鄭長明, 蘆超, 曹俊琪, 孫曉奇 申請人:杭州金色能源科技有限公司