本發明涉及電池，具體涉及一種集流體涂碳漿料及其制備方法、涂碳集流體、正極片和電池。

背景技術：

1、目前熱度較高、發展較快的電池有鋰離子電池、鈉離子電池等。其中鋰離子電池由于具有能量密度大、工作溫度范圍寬、放電平穩存儲時間長、存儲及循環使用時間長等眾多優點，因此目前被廣泛應用于包括電腦、汽車和手機等諸多電子技術領域。

2、這類電池的組成主要包括正、負極材料、電解液和隔膜四大關鍵材料。隨著對電芯性能要求提高，正極極片剝離力的提高成為客戶的主要需求，但傳統的涂碳鋁箔難以滿足剝離力的要求，故需要對涂碳鋁箔對正極極片的剝離力進一步優化改進，以保證在涂碳漿料涂敷后的制程穩定性及電芯循環性能。

技術實現思路

1、本發明的目的是針對上述問題，提供一種集流體涂碳漿料及其制備方法、涂碳集流體、正極片和電池，提高電池極片的剝離力。

2、為實現上述目的，本發明提供的技術方案是：

3、本申請的第一方面提供了一種集流體涂碳漿料，涂碳漿料中含有二異氰酸酯和偶氮二氰基戊酸。

4、所述的涂碳漿料中含有粘結劑，所述二異氰酸酯和偶氮二氰基戊酸添加在粘結劑中并使粘結劑與涂碳材料混合，得到涂碳漿料；所述的涂碳材料選自導電碳粉或石墨中的至少一種。

5、本申請的第二方面提供了一種集流體涂碳漿料的制備方法，包括以下步驟：

6、在粘結劑水溶液中加入二異氰酸酯及偶氮二氰基戊酸，制成改性粘結劑；

7、將所述改性粘結劑與涂碳材料混合形成涂碳漿料。

8、為優化上述技術方案，采取的具體措施還包括：

9、所述的粘結劑選自聚丙烯酸、丁苯膠乳、聚丙烯氰、聚氨酯中的至少一種；制備粘結劑水溶液時，將粘結劑與水按比例混合分散均勻，加熱保溫反應。

10、作為優選地，粘結劑與水的混合質量比例為2～5：10，加熱保溫反應溫度為80～100℃；待粘結劑水溶液降溫至50～70℃、溫度穩定后加入二異氰酸酯，繼續保溫攪拌反應1～5h后，降低溫度至20～30℃，再添加偶氮二氰基戊酸。

11、進一步地，粘結劑水溶液中還添加有耐水添加劑，所述耐水添加劑在添加偶氮二氰基戊酸后加入；粘結劑水溶液中，耐水添加劑的加入質量百分比為0.05～0.5％。

12、作為優選地，所述的粘結劑水溶液中，二異氰酸酯的加入質量百分比為0.1～5％，偶氮二氰基戊酸的加入質量百分比為0.05～0.1％；粘結劑與導電碳粉、石墨的混合質量比為20～50：30～60：0.1～2。

13、本申請的第三方面提供了一種涂碳集流體，所述涂碳集流體具有由上述的涂碳漿料在集流體箔材上形成的涂碳層。

14、本申請的第四方面提供了一種正極片，含上述的涂碳集流體。

15、本申請的第五方面提供了一種電池，含上述的正極片。

16、與現有技術相比，本發明的有益效果是：

17、本發明提供了一種集流體涂碳漿料及其制備方法、涂碳集流體、正極片和電池，通過在涂碳漿料中添加二異氰酸酯和偶氮二氰基戊酸，提升正極極片的剝離力。

18、本發明的集流體涂碳漿料中，通過添加二異氰酸酯引入電負性較強的原子，使得涂碳漿料與正極片上的正極粘合劑聚偏氟乙烯樹脂pvdf間形成氫鍵；通過添加偶氮二氰基戊酸，使得在涂碳漿料涂敷、烘烤的過程中，正極片正極粘合劑聚偏氟乙烯樹脂pvdf和涂碳層表面的粘結劑在進行相互溶解的同時，通過二異氰酸酯和偶氮二氰基戊酸的交聯作用形成共價鍵，顯著提升涂碳漿料涂敷后及輥壓后形成的極片的剝離力，從而有效的改善電芯的循環性能及電芯的容量保持率；本發明還進一步通過添加耐水添加劑，加強二異氰酸酯與偶氮二氰基戊酸與正極片之間的交聯反應。

19、本發明的方案能夠保證正極剝離力的均勻性，改善電池的電性能和壽命，保證電池循環充放電時的穩定性，并極大的改善了在正極活性材料涂敷時的加工性能，由于剝離力較高，在卷繞、輥壓轉運過程中，正極活性物質與集流體粘接緊密，不易脫落。

技術特征：

1.一種集流體涂碳漿料，其特征在于：涂碳漿料中含有二異氰酸酯和偶氮二氰基戊酸。

2.根據權利要求1所述的涂碳漿料，其特征在于：所述的涂碳漿料中含有粘結劑，所述二異氰酸酯和偶氮二氰基戊酸添加在粘結劑中并使粘結劑與涂碳材料混合，得到涂碳漿料；所述的涂碳材料選自導電碳粉或石墨中的至少一種。

3.一種集流體涂碳漿料的制備方法，其特征在于：包括以下步驟：

4.根據權利要求3所述的涂碳漿料的制備方法，其特征在于：所述的粘結劑選自聚丙烯酸、丁苯膠乳、聚丙烯氰、聚氨酯中的至少一種；制備粘結劑水溶液時，將粘結劑與水按比例混合分散均勻，加熱保溫反應。

5.根據權利要求4所述的涂碳漿料的制備方法，其特征在于：粘結劑與水的混合質量比例為2～5：10，加熱保溫反應溫度為80～100℃；待粘結劑水溶液降溫至50～70℃、溫度穩定后加入二異氰酸酯，繼續保溫攪拌反應1～5h后，降低溫度至20～30℃，再添加偶氮二氰基戊酸。

6.根據權利要求5所述的涂碳漿料的制備方法，其特征在于：粘結劑水溶液中還添加有耐水添加劑，所述耐水添加劑在添加偶氮二氰基戊酸后加入；粘結劑水溶液中，耐水添加劑的加入質量百分比為0.05～0.5％。

7.根據權利要求3所述的涂碳漿料的制備方法，其特征在于：所述的粘結劑水溶液中，二異氰酸酯的加入質量百分比為0.1～5％，偶氮二氰基戊酸的加入質量百分比為0.05～0.1％；

8.一種涂碳集流體，其特征在于：所述涂碳集流體具有由權利要求1或2所述的或權利要求3-7任一項所述方法制備的涂碳漿料在集流體箔材上形成的涂碳層。

9.一種正極片，其特征在于：含權利要求8所述的涂碳集流體。

10.一種電池，其特征在于：含權利要求9所述的正極片。

技術總結
本發明公開了一種集流體涂碳漿料及其制備方法、涂碳集流體、正極片和電池，涂碳漿料中含有二異氰酸酯和偶氮二氰基戊酸，制備方法為在粘結劑水溶液中加入二異氰酸酯及偶氮二氰基戊酸，制成改性粘結劑；將改性粘結劑與涂碳材料混合形成涂碳漿料。本發明能顯著提升涂碳集流體的極片剝離力，保證正極剝離力的均勻性，從而能夠有效改善電芯的循環性能及電芯的容量保持率，保證電池循環充放電時的穩定性。

技術研發人員：張宇航,李學法,張國平
受保護的技術使用者：揚州納力新材料科技有限公司
技術研發日：
技術公布日：2025/4/24