一种活性物质层和双层涂布浆料及其制备方法与流程

本发明涉及极片涂布，具体地，涉及一种活性物质层和双层涂布浆料及其制备方法。

背景技术：

1、硅材料由于具备极高的克容量，是新一代负极材料开发的方向，在锂离子电池制造中有十分广阔的应用前景，目前应用较广的是应用于极片双层涂布工艺中。

2、由于硅材料的引入，同时为使电极材料中的克容量发挥能力最大化，双层涂布的上下层浆料配方中的硅含量往往有较大差异，打破了原来上下层石墨体系浆料表面张力平衡稳定的局面，而且上下层硅含量的差异会直接影响上下层浆料表面张力的差异，表面张力差异越大，导致涂布过程中上层浆料收缩问题(如膜片表面收缩花纹，边缘收缩厚边及收缩裂纹)等问题越严重，引起一系列由于上下层浆料表面张力差异而带来的涂布外观及涂布均匀性的问题。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明提供一种活性物质层和双层涂布浆料及其制备方法。

2、本发明公开的一种活性物质层，包括第一涂层和第二涂层，第二涂层涂覆于第一涂层上，第一涂层的原料组分包括第一活性物质、第一粘结剂和第一分散剂，第二涂层的原料组分包括第二活性物质、第二粘结剂、第二分散剂和添加剂；

3、其中，第一活性物质包括含硅物质，第二活性物质包括非硅物质，添加剂包括含硅物质。

4、根据本发明的一实施方式，第一活性物质、第一粘结剂与第一分散剂的质量比为(98.1～99)：(0.5～1)：(0.5～1)。

5、根据本发明的一实施方式，第一活性物质包括石墨、碳化硅和聚氧化硅，第一粘结剂为丁苯橡胶，第一分散剂为羧甲基纤维素。

6、根据本发明的一实施方式，第二活性物质、第二粘结剂、第二分散剂与添加剂的质量比为(97～98)：(0.5～1)：(0.5～1)：(0.1～1)。

7、根据本发明的一实施方式，第二活性物质为石墨，第二粘结剂为丁苯橡胶，第二分散剂为羧甲基纤维素，添加剂为聚硅氧烷、二氧化硅、硅酸与二甲基聚硅烷中的一种或多种。

8、本发明公开的一种双层涂布浆料，用于制作如上述的活性物质层，包括第一浆料和第二浆料，第一浆料用于制作第一涂层，第二浆料用于制作第二涂层。

9、本发明公开的一种如上述的双层涂布浆料的制备方法，包括以下步骤：

10、s1.将第一活性物质、第一粘结剂及第一分散剂制得第一浆料；

11、s2.将第二活性物质、第二粘结剂、第二分散剂及添加剂制得第二浆料；

12、s3.分别测量第一浆料及第二浆料的表面张力，测得第一浆料的表面张力σ1及第二浆料的表面张力σ2；

13、s4.当σ1＞σ2或σ2－σ1≤a时，则进入下一步；当σ2－σ1＞a时，则往第二浆料中加入添加剂，分散后测量第二浆料的表面张力σ2，重复上述操作，直至σ2－σ1≤a后，进入下一步；

14、s5.收集第一浆料及第二浆料，得到双层涂布浆料。

15、根据本发明的一实施方式，步骤s2中，添加剂的添加量至少为第二活性物质总量的0.1％。

16、根据本发明的一实施方式，步骤s4中，添加剂的单次添加量为第二活性物质总量的0.1％。

17、根据本发明的一实施方式，步骤s4中，a为10mn/m。

18、与现有技术相比，本发明的一种活性物质层和双层涂布浆料及其制备方法具有以下优点：

19、本发明的活性物质层，其通过在第二涂层中加入含硅的添加剂，以缩小第一涂层与第二涂层的涂布浆料之间的表面张力差异，从而有效地改善因表面张力差异而产生的收缩花纹、边缘收缩厚边、收缩裂纹等涂布问题。

20、另外，本发明的双层涂布浆料，其在制备方法中实测量第一浆料及第二浆料的表面张力，并根据测得的数值调整第二浆料中添加剂的总用量，便于调节第一浆料与第二浆料之间的表面张力差异。

技术特征：

1.一种活性物质层，其特征在于，包括第一涂层和第二涂层，所述第二涂层涂覆于所述第一涂层上，所述第一涂层的原料组分包括第一活性物质、第一粘结剂和第一分散剂，所述第二涂层的原料组分包括第二活性物质、第二粘结剂、第二分散剂和添加剂；

2.根据权利要求1所述的活性物质层，其特征在于，所述第一活性物质、所述第一粘结剂与所述第一分散剂的质量比为(98.1～99)：(0.5～1)：(0.5～1)。

3.根据权利要求1所述的活性物质层，其特征在于，所述第一活性物质包括石墨、碳化硅和聚氧化硅，所述第一粘结剂为丁苯橡胶，所述第一分散剂为羧甲基纤维素。

4.根据权利要求1所述的活性物质层，其特征在于，所述第二活性物质、所述第二粘结剂、所述第二分散剂与所述添加剂的质量比为(97～98)：(0.5～1)：(0.5～1)：(0.1～1)。

5.根据权利要求1所述的活性物质层，其特征在于，所述第二活性物质为石墨，所述第二粘结剂为丁苯橡胶，所述第二分散剂为羧甲基纤维素，所述添加剂为聚硅氧烷、二氧化硅、硅酸与二甲基聚硅烷中的一种或多种。

6.一种双层涂布浆料，用于制作如权利要求1至5任一所述的活性物质层，其特征在于，包括第一浆料和第二浆料，所述第一浆料用于制作所述第一涂层，所述第二浆料用于制作所述第二涂层。

7.一种如权利要求6所述的双层涂布浆料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

8.根据权利要求7所述的双层涂布浆料的制备方法，其特征在于，所述步骤s2中，所述添加剂的添加量至少为第二活性物质总量的0.1％。

9.根据权利要求7所述的双层涂布浆料的制备方法，其特征在于，所述步骤s4中，所述添加剂的单次添加量为第二活性物质总量的0.1％。

10.根据权利要求7所述的双层涂布浆料的制备方法，其特征在于，所述步骤s4中，a为10mn/m。

技术总结
本发明揭示一种活性物质层和双层涂布浆料及其制备方法，涉及极片涂布技术领域。该活性物质层包括第一涂层和第二涂层，第二涂层涂覆于第一涂层上，第一涂层的原料组分按质量分数计包括第一活性物质、第一粘结剂和第一分散剂，第二涂层的原料组分按质量分数计包括第二活性物质、第二粘结剂、第二分散剂和添加剂；其中，第一活性物质包括含硅物质，第二活性物质包括非硅物质，添加剂包括含硅物质。该活性物质层通过在第二涂层中加入含硅的添加剂，以缩小第一涂层与第二涂层的涂布浆料之间的表面张力差异，从而有效地改善因表面张力差异而产生的收缩花纹、边缘收缩厚边、收缩裂纹等涂布问题。

技术研发人员：李先清,纪荣进,李聪,洪远铭,吴声本,杨山,陈杰,李载波,郑明清
受保护的技术使用者：惠州锂威新能源科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/5/16