锂离子电池卷芯用胶水及其制备方法
【专利摘要】本发明涉及锂离子电池【技术领域】。本发明提供了一种锂离子电池卷芯用胶水，包括：5wt%～30wt%的聚偏二氟乙烯，30wt%～50wt%的N-甲基吡咯烷酮与余量的丙酮。本发明还提供了上述胶水的制备过程。本发明的胶水用于粘结卷绕式锂电池的隔膜，其中聚偏二氟乙烯作为粘结剂能够使胶水将隔膜很好的粘结，起到固定作用；并且由于N-甲基吡咯烷酮与丙酮作为溶剂，上述两种溶剂对聚偏二氟乙烯具有较好的溶解性，且挥发速度较快，不会增加电池的厚度，从而不会影响电池的性能。
【专利说明】锂离子电池卷芯用胶水及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及锂离子电池【技术领域】，尤其涉及锂离子电池卷芯用胶水及其制备方法。
【背景技术】
[0002]锂离子电池由于具有工作电压高、能量密度高、循环使用次数多以及寿命长等优点，不仅在智能手机、笔记本电脑和数码摄像机等数码产品得到了广泛应用，而且也广泛应用于电动汽车、电动自行车以及电动工具等大中型电动设备方面。因此，对锂离子电池的安全要求越来越高。
[0003]目前，锂离子电池在生产过程中会采用胶带对锂离子电池隔膜进行固定和绝缘保护，以保证锂离子电池的安全性，并且锂离子电池在卷绕完成后，也需要采用胶带将卷芯固定，但是这类胶带大多是进口胶带，而且需要投入设备、人员对胶带进行固定长度的裁切，使锂离子的生产操作复杂、效率低且成本高。如果使用胶水固定锂离子卷芯则操作简单、效率高，同时卷芯固定材料的成本将会降低90%左右。但是市面上的大部分胶水均是非电池体系中的物质，从而会对电池体系造成负面影响。因此，本申请提供了一种锂离子电池卷芯固定胶水。
【发明内容】
[0004]本发明解决的技术问题在于提供一种锂离子卷芯用胶水及其制备方法，所述胶水使锂离子电池制备过程简单，效率高且不影响锂离子电池的性能。
[0005]有鉴于此，本发明提供了一种锂离子电池卷芯用胶水，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]优选的，所述聚偏二氟乙烯的含量为10wt%~25wt%。
[0010]优选的，所述N-甲基吡咯烷酮的含量为35wt%~45wt%。
[0011]本发明还提供了上述方案的锂离子电池卷芯用胶水的制备方法，包括:
[0012]将3wt%~30wt%的聚偏二氟乙烯、30wt%~50wt%的N-甲基吡咯烧酮与余量的丙酮混合，搅拌后得到锂离子电池卷芯用胶水。
[0013]优选的，所述搅拌之后还包括:将所述胶水进行过筛。
[0014]优选的，所述搅拌的时间为0.5h~10h。
[0015]优选的，所述聚偏二氟乙烯为粉末。
[0016]优选的，所述聚偏二氟乙烯为经过烘干后得到，所述烘干的温度为80~100°C，所述烘干的时间为3~4h。
[0017]本发明提供了一种锂离子电池卷芯用胶水，其包括3wt%~30wt%的聚偏二氟乙烯、30wt%~50wt%的N-甲基吡咯烷酮与余量的丙酮。按照上述配方配制的胶水，其中聚偏二氟乙烯作为粘结剂能够使胶水将隔膜很好的粘结，起到固定作用；同时由于N-甲基吡咯烷酮与丙酮作为溶剂，上述两种溶剂对聚偏二氟乙烯具有较好的溶解性，且2s~5s即可挥发，不会增加电池的厚度，并且聚偏二氟乙烯是锂离子电池极片的重要组分，不会对锂离子电池的性能造成影响。本发明提供的胶水能够提高锂离子电池卷绕效率，降低成本。
【具体实施方式】
[0018]为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制。
[0019]本发明实施例公开了一种锂离子电池卷芯用胶水，所述胶水包括:
[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]上述胶水的组分中，所述聚偏二氟乙烯(PVDF)在胶水中作为粘结剂。所述聚偏二氟乙烯的含量为5wt%~30wt%，优选为10wt%~25wt%。
[0024]按照本发明，所述胶水中的N-甲基吡咯烷酮(NMP)作为溶剂，对聚偏二氟乙烯具有较好的溶解性。作为锂离子电池卷芯用胶水的组分，为了避免杂质的引入，对所述N-甲基吡咯烷酮要求较为严格，所述N-甲基吡咯烷酮在颜色偏黄时不允许使用。所述N-甲基吡咯烷酮的含量为30wt%~50wt%，优选为35wt%~45wt%。
[0025]所述丙酮作为锂离子电池卷芯用胶水的溶剂，其具有较好的挥发性。所述丙酮作为胶水的溶剂，其在3~5秒即可挥发，从而不增加卷芯的厚度。
`[0026]本发明以聚偏二氟乙烯为粘结剂，N-甲基吡咯烷酮与丙酮为溶剂，将上述组分按照一定的配比配置锂离子电池卷芯的胶水，所述胶水用于隔膜的固定，能够将隔膜粘结固定；同时常温环境下溶剂的挥发速度快，残留成分聚偏二氟乙烯也是极片中重要的组分，不会对电池的性能产生负面影响。
[0027]本发明还提供了所述锂离子电池卷芯用胶水的制备方法，具体为:将3wt%~30wt%的聚偏二氟乙烯、30wt%~50wt%的N-甲基吡咯烷酮与余量的丙酮混合，搅拌后得到锂离子电池卷芯用胶水。
[0028]在制备所述胶水的过程中，作为优选方案，所述聚偏二氟乙烯为粉末状态，其在使用前优选在烘箱中进行烘干，所述烘干的温度优选为80~100°C，所述烘干的时间优选为3~4h。所述聚偏二氟乙烯进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剂中。所述N-甲基吡咯烷酮在颜色偏黄时不采用。将所述聚偏二氟乙烯、N-甲基吡咯烷酮与丙酮混合之后，需要将混合溶液进行搅拌，使所述聚偏二氟乙烯能够溶于N-甲基吡咯烷酮和丙酮。所述搅拌的时间优选为0.5h~10h，更优选为Ih~8h。所述聚偏二氟乙烯、N-甲基吡咯烷酮与丙酮搅拌之后，本发明优选将搅拌后的溶液通过筛网进行过筛，从而完成胶水的配置。按照本发明，作为优选方案，在胶水配置过程中对环境参数也进行了限定，所述环境的温度优选为25±5°C，所述湿度< 40%。
[0029]按照本领域技术人员熟知的方式卷绕锂电池卷芯，将卷芯置于冲好坑的包装膜中，经注液、封装、化成、分容等工序组装成锂离子电池，在卷绕电芯的过程中，将本发明配置的胶水用于固定隔膜和卷芯。由于隔膜的厚度为16 μ m~20 μ m，对于隔膜的固定不需要太大的粘结力，粘结力大于等于0.01N/mm即可实现对隔膜的固定。
[0030]本发明提供了一种锂离子电池卷芯用胶水，其包括3wt%~30wt%的聚偏二氟乙烯、30wt%~50wt%的N-甲基吡咯烷酮与余量的丙酮。按照上述配方配制的胶水中，聚偏二氟乙烯作为粘结剂能够使胶水将隔膜很好的粘结在一起，起到固定作用；并且由于N-甲基吡咯烷酮与丙酮作为溶剂，上述两种溶剂对聚偏二氟乙烯具有较好的溶解性，且2s~5s即可挥发，不会增加电池的厚度，从而未影响电池的性能。本发明提供的胶水能够提高锂离子电池卷绕效率,降低成 本。
[0031]为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明提供的钴酸锂正极材料及其制备方法进行详细说明，本发明的保护范围不受以下实施例的限制。
[0032]以下实施例中的原料均为市售产品。
[0033]实施例1
[0034]将10wt%的聚偏二氟乙烯、50wt%的N-甲基吡咯烷酮与40wt%的丙酮混合，搅拌2h后将胶水在筛网中过筛，得到胶水。测试实施例1制备的胶水的粘结力，如表1所示，表I为实施例1配制的胶水的粘结力数据表。
[0035]卷绕锂离子电池卷芯，将上述制备的胶水用于固定卷芯的隔膜，胶水在2s内将溶剂挥发，将制作的卷芯用于型号为42488型锂电池的卷芯。测定卷芯的厚度为3.60mm。
[0036]表1实施例1配置的胶水的粘结力数据表
[0037]
【权利要求】
1.一种锂离子电池卷芯用胶水，包括: 聚偏二氟乙烯5wt%~30wt% ； N-甲基吡咯烷酮 30wt%~50wt% ； 丙酮余量。
2.根据权利要求1所述的锂离子电池卷芯用胶水，其特征在于，所述聚偏二氟乙烯的含量为10wt%~25wt%。
3.根据权利要求1所述的锂离子电池卷芯用胶水，其特征在于，所述N-甲基吡咯烷酮的含量为35wt%~45wt%。
4.权利要求1所述的锂离子电池卷芯用胶水的制备方法，包括: 将3wt%~30wt%的聚偏二氟乙烯、30wt%~50wt%的N-甲基吡咯烷酮与余量的丙酮混合，搅拌后得到锂离子电池卷芯用胶水。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述搅拌之后还包括:将所述胶水进行过筛。
6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述搅拌的时间为0.5h~10h。
7.根据权利要求4所述制备方法，其特征在于，所述聚偏二氟乙烯为粉末。
8.根据权利要求4所述的 制备方法，其特征在于，所述聚偏二氟乙烯为经过烘干后得至丨J，所述烘干的温度为80~100°C，所述烘干的时间为3~4h。
【文档编号】H01M10/0587GK103666334SQ201310153149
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2013年4月26日 优先权日:2013年4月26日
【发明者】郑长明, 芦超, 曹俊琪, 孙晓奇 申请人:杭州金色能源科技有限公司