申請日：2018-07-12

公開(公告)日：2023-02-24

技術(shù)問題：本公開內(nèi)容旨在提供一種具有小厚度并且顯示出優(yōu)異的電阻特性和離子電導(dǎo)率的隔板。本公開內(nèi)容還旨在提供一種包括所述隔板并且具有改善的輸出特性的電化學(xué)裝置。將易于理解的是，本公開內(nèi)容的目的和優(yōu)點(diǎn)可通過在隨附的權(quán)利要求中所示的手段及其組合來實(shí)現(xiàn)。

技術(shù)手段：本發(fā)明提供了一種用于電化學(xué)裝置的隔板，所述隔板包括多孔基板，其中所述多孔基板包括聚乙烯，所述聚乙烯的纏結(jié)分子量(Entanglemolecular weight，Me)為2,500g/mol或更小，所述多孔基板具有40％至70％的孔隙率。多孔基板的最大孔徑為10nm至70nm，厚度為5μm至14μm。所述隔板具有形成在所述多孔基板的至少一個(gè)表面上的無機(jī)涂層，其中所述無機(jī)涂層包括無機(jī)顆粒和粘合劑樹脂，并且所述無機(jī)顆粒和粘合劑樹脂以99.9:0.1-90:10的重量比存在于所述無機(jī)涂層中。

實(shí)施例1:多孔基板的制備:。制備聚乙烯，并使用在40℃下動(dòng)態(tài)粘度為40cSt的液體石蠟油作為稀釋劑。制備35:65的重量比的聚乙烯和液體石蠟油。將各成分引入雙軸擠出機(jī)中，在其中進(jìn)行捏合并在135℃的溫度下擠出以獲得聚合物片材。在縱向方向和橫向方向均以5.5的比例拉伸該片材。拉伸溫度為約120℃。然后，使用二氯甲烷作為萃取溶劑以2m/min的速度萃取液體石蠟油。之后，將經(jīng)拉伸的聚合物片材在135℃下進(jìn)行熱固定1分鐘，以獲得多孔聚烯烴膜。

技術(shù)效果：本發(fā)明的隔板包括多孔聚合物膜作為多孔基板，并且該多孔基板具有高的孔隙率和優(yōu)異的機(jī)械強(qiáng)度。因此，可以提供優(yōu)異的電阻特性，并且可以允許隔板薄膜化。此外，該隔板具有優(yōu)異的耐久性，以防止由外部沖擊等引起的損壞。因此，包括根據(jù)本公開內(nèi)容的隔板的電池能夠確保低電阻和高離子電導(dǎo)率，并因此能夠提供改善的輸出特性。

申請日：2022-08-30

公開(公告)日：2023-03-10

技術(shù)問題：傳統(tǒng)粘結(jié)劑往往需要較高的含量才能滿足極片粘結(jié)力的需求，這限制了極片中活性物質(zhì)負(fù)載量的提升，不利于電池能量密度的提升。而且，高的粘結(jié)劑用量在提升極片壓實(shí)密度的同時(shí)會(huì)引發(fā)極片脆性問題，降低電池的安全性和循環(huán)性能。如何降低極片中粘結(jié)劑用量并且改善極片脆性問題成為目前亟需解決的問題。

技術(shù)手段：本發(fā)明提供一種正極漿料，所述正極漿料中包括正極活性物質(zhì)，導(dǎo)電劑，分散劑以及粘結(jié)劑，所述分散劑包括重均分子量為0.5萬~15萬的第一聚合物，所述粘結(jié)劑包括重均分子量為70萬~110萬的第二聚合物和重均分子量為130萬~300萬的第三聚合物，所述第一聚合物、所述第二聚合物和所述第三聚合物均為含有式I所示結(jié)構(gòu)單元的聚合物，

其中，R1、R2各自獨(dú)立地選自氫、氟、氯或三氟甲基。

正極漿料的制備方法，所述制備方法包括以下步驟：步驟1：將正極活性物質(zhì)、導(dǎo)電劑和粘結(jié)劑混合均勻；所述粘結(jié)劑包括重均分子量為70萬~110萬的第二聚合物和重均分子量為130萬~300萬的第三聚合物，步驟2：加入分散劑進(jìn)行攪拌，得到正極漿料，所述分散劑包括重均分子量為0.5萬~15萬的第一聚合物，所述第一聚合物、所述第二聚合物和所述第三聚合物均為至少一種式II所示單體在可聚合條件下聚合制備而得，

，其中，R1、R2各自獨(dú)立地選自氫、氟、氯或三氟甲基。

技術(shù)效果：本申請?zhí)峁┑恼龢O漿料中使用了重均分子量為0.5萬~15萬的第一聚合物為分散劑，提高了正極漿料的分散性和加工性，顯著降低極片膜層電阻和提高電池循環(huán)性能。本申請?zhí)峁┑恼龢O漿料中聯(lián)用了不同重均分子量的第二聚合物和第三聚合物作為粘結(jié)劑，與現(xiàn)有技術(shù)中常用的粘結(jié)劑相比，該粘結(jié)劑在添加量相對較少的條件下即可使極片具有良好粘結(jié)力，有助于降低極片中粘結(jié)劑的用量，提高極片正極活性物質(zhì)負(fù)載量和電池能量密度；并且，第二聚合物和第三聚合物的聯(lián)用還改善了粘結(jié)劑的結(jié)晶性，提高了極片的柔性。

申請日：2020-04-21

公開(公告)日：2023-03-24

技術(shù)問題：堿金屬具有理論比容量高和化學(xué)電勢低等特點(diǎn)，采用堿金屬負(fù)極可以大幅提高電池的能量密度并攤低電池單位能量成本，顯著提升用戶體驗(yàn)并創(chuàng)造商業(yè)價(jià)值。然而由于堿金屬負(fù)極存在化學(xué)活性高(導(dǎo)致庫倫效率低)、枝晶生長(引起副反應(yīng)和安全隱患)和體積膨脹大(SEI膜不斷破裂與重建)等問題，阻礙了高能量密度堿金屬電池的商業(yè)化進(jìn)程。

技術(shù)手段：本發(fā)明提供了一種金屬負(fù)極，所述金屬負(fù)極包括金屬負(fù)極本體和形成在所述金屬負(fù)極本體一側(cè)或兩側(cè)表面的保護(hù)層，所述保護(hù)層包括具有溶解堿金屬能力的液態(tài)或凝膠態(tài)內(nèi)層及具有高離子電導(dǎo)率的固態(tài)外層雙層結(jié)構(gòu)。所述具有溶解堿金屬能力的液態(tài)或凝膠態(tài)內(nèi)層含有具備接受電子能力的芳香烴類小分子化合物或含芳香烴類基團(tuán)的聚合物，以及具備絡(luò)合鋰離子能力的醚類、胺類、硫醚類小分子溶劑或聚醚類、聚胺類、聚硫醚類聚合物。

該金屬負(fù)極的制備方法，包括：在金屬負(fù)極本體的一側(cè)或兩側(cè)表面形成保護(hù)層，所述保護(hù)層包括具有溶解堿金屬能力的液態(tài)或凝膠態(tài)內(nèi)層及具有高離子電導(dǎo)率的固態(tài)外層雙層結(jié)構(gòu)。所述具有溶解堿金屬能力的液態(tài)或凝膠態(tài)內(nèi)層含有具備接受電子能力的芳香烴類小分子化合物或含芳香烴類基團(tuán)的聚合物，以及具備絡(luò)合鋰離子能力的醚類、胺類、硫醚類小分子溶劑或聚醚類、聚胺類、聚硫醚類聚合物。所述高離子電導(dǎo)率固態(tài)外層含有本領(lǐng)域常見的氧化物固體電解質(zhì)或者硫化物固體電解質(zhì)，例如，氧化物固體電解質(zhì)為鈣鈦礦型固體電解質(zhì)、鈉快離子導(dǎo)體型固體電解質(zhì)(即NASICON型固體電解質(zhì))、鋰快離子導(dǎo)體型固體電解質(zhì)(即LISICON型固體電解質(zhì))、石榴石型固體電解質(zhì)、或者玻璃態(tài)氧化物固體電解質(zhì)等；該硫化物固體電解質(zhì)為硫代-鋰快離子導(dǎo)體型(即thio-LISICON型固體電解質(zhì))、或者玻璃態(tài)硫化物固體電解質(zhì)，或以上無機(jī)固態(tài)電解質(zhì)的復(fù)合物。

實(shí)施例1：一種金屬鋰電池的制備，包括：(1)保護(hù)的鋰負(fù)極制備：在無水無氧環(huán)境中，將0.07g金屬鋰與1.54g聯(lián)苯溶解于乙二醇二甲醚溶液中形成均勻溶液，加熱條件下溶解0.01g PVDF-HFP后冷卻形成凝膠；然后將上述均勻漿料涂覆在未保護(hù)金屬鋰負(fù)極本體表面，并與50um LLZO陶瓷片復(fù)合，得到含有10μm凝膠保護(hù)層的具雙層保護(hù)結(jié)構(gòu)鋰金屬負(fù)極片。(2)鈷酸鋰/鋰(LiCoO2/Li)電池組裝:將上述制備的保護(hù)鋰負(fù)極、鈷酸鋰正極和隔膜組裝成電池，由正極端滴加50μL1.0 mol/L LiPF6電解液(DMC、FEC、VC重量比為45:52:3)浸潤正極極片，隔膜及復(fù)合金屬鋰負(fù)極LLZO陶瓷片外表面。

技術(shù)效果：本發(fā)明提供的金屬負(fù)極，通過在堿金屬負(fù)極本體表面可溶解金屬鋰的液態(tài)或凝膠層，可從原理上杜絕金屬鋰二次電池反復(fù)充放電過程中負(fù)極表面鋰枝晶持續(xù)生長導(dǎo)致的電池短路風(fēng)險(xiǎn)。同時(shí)，即使在極端條件下，部分新鮮生成鋰枝晶在完全溶解前，于放電過程中脫離與鋰負(fù)極本體接觸，然而由于溶解金屬鋰后的此液態(tài)或凝膠層具有較高電子導(dǎo)電性，脫離鋰負(fù)極本體的此部分鋰枝晶仍可參與電極反應(yīng)直至完全消耗。