阅读说明：本技术 一种锂离子电池粘结剂电导率的检测方法 (Detection method for conductivity of lithium ion battery binder ) 是由 梁栋栋 谢李昭 林少雄 蔡桂凡 于 2020-03-17 设计创作，主要内容包括：本发明提出的一种锂离子电池粘结剂电导率的检测方法,获得固态的待测粘结剂,并制作采用所述待测粘结剂的电池结构；对电池结构进行EIS测试,根据测试结果计算待测粘结剂的电导率。本发明提出的一种锂离子电池粘结剂电导率的检测方法,对选择一种合适的粘结剂提供了非常重要的性能参数,且本方法测试结果准确,方法简单快速,易于操作。(The invention provides a method for detecting the conductivity of a lithium ion battery binder, which comprises the steps of obtaining a solid binder to be detected, and manufacturing a battery structure adopting the binder to be detected; and performing EIS test on the battery structure, and calculating the conductivity of the binder to be tested according to the test result. The method for detecting the conductivity of the lithium ion battery binder provided by the invention provides very important performance parameters for selecting a proper binder, and the method is accurate in test result, simple and rapid, and easy to operate.)

一种锂离子电池粘结剂电导率的检测方法

技术领域

本发明涉及锂电池技术领域，尤其涉及一种锂离子电池粘结剂电导率的检测方法。

背景技术

锂离子电池由于其高能量密度，已经在新能源中扮演着越来越重要的角色，锂离子电池的容量决定于正极材料的活性锂离子以及负极材料的可嵌脱锂能力，正负极在各种环境下的稳定性决定了电池的性能发挥，甚至严重影响电池的安全性。为了进一步提高锂离子电池的性能，研究者试着寻找新的电极材料、电解质以及添加剂，然而锂离子电池的效率很大程度上依赖于电极制备条件的优化，其中一个很重要的方面就是找到所用电极最合适的粘结剂。在电极中，粘结剂是锂电池正负极材料中非常重要的组成部分，它可以将电极材料中的活性材料，导电剂以及集流体紧密的粘结起来，增强活性材料与导电剂以及活性材料与集流体之间的电子接触，更好的稳定极片的结构，粘结剂还对锂离子电池正负极充放电过程中体积膨胀/收缩起到重要的缓冲作用。其选择和使用显著影响电极的宏观电化学性能，其优化是制造高性能锂离子电池电极片必须考虑的重要因素。因此，合适的粘结剂是锂离子动力电池成功与否的关键点之一。

选择一种合适的锂离子电池粘结剂，要求其在电解液中性能稳定，不膨胀、不松散、不脱粉，欧姆电阻要小，因此，开发一种简单、准确的电池粘结剂电导率的测试方法至关重要，对选择一种合适的粘结剂提供了非常重要的性能参数。

发明内容

基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种锂离子电池粘结剂电导率的检测方法。

本发明提出的一种锂离子电池粘结剂电导率的检测方法，获得固态的待测粘结剂，并制作采用所述待测粘结剂的电池结构；对电池结构进行EIS测试，根据测试结果计算待测粘结剂的电导率。

优选的，待测粘结剂为片状结构。

优选的，获得固态的待测粘结剂的方法为：将液体的粘结剂涂覆在铜箔表面干燥处理，干燥温度为60～120℃，干燥时间为4～12h，然后裁剪粘结剂膜片作为待测粘结剂。

优选的，待测粘结剂为直径12～18mm、厚度L20～200um的圆形膜片。

优选的，电池结构由从下往上的电池负极壳、第一不锈钢片、铜箔、待测粘结剂、隔膜、第二不锈钢片、弹簧垫片和电池正极壳组成。

本发明提出的一种锂离子电池粘结剂电导率的检测方法，对选择一种合适的粘结剂提供了非常重要的性能参数，且本方法测试结果准确，方法简单快速，易于操作。

附图说明

图1为本发明提出的一种锂离子电池粘结剂电导率的检测方法流程图；

图2为本发明提出的一种锂离子电池粘结剂电导率的检测方法中电池结构示意图；

图3为实施例1中锂离子电池粘结剂电导率测试数据折线图。

具体实施方式

参照图1，本发明提出的一种锂离子电池粘结剂电导率的检测方法，获得固态的待测粘结剂，并制作采用所述待测粘结剂的电池结构；对电池结构进行EIS测试，根据测试结果计算待测粘结剂的电导率。

具体的，本实施方式中的电池结构由从下往上的电池负极壳、第一不锈钢片、铜箔、待测粘结剂、隔膜、第二不锈钢片、弹簧垫片和电池正极壳组成。EIS测试可将电池结构置于电解液中完成，或者在电池负极壳和电池正极壳构成的密闭空间内加入电解液。

本方法具体实施例，可选择EIS测试频率范围为1～500KHz，振幅为5mV，测试温度为室温。测试组测试结果记为R₁，参照组测试结果记为R₀。根据公式ΔRct＝R₁-R₀、σ＝L/(ΔRct×A)计算粘结剂的电导率σ，A为粘结剂膜片的面积，L为粘结剂膜片的厚度。按以上步骤制作测量3-5个扣式电池，结果取平均值作为粘结剂的电导率测试结果。

具体实施时，为了保证电池结构的稳定，待测粘结剂采用片状结构。

具体的，本实施方式中，获得固态的待测粘结剂的方法为：将液体的粘结剂涂覆在铜箔表面干燥处理，干燥温度为60～120℃，干燥时间为4～12h，然后裁剪粘结剂膜片作为待测粘结剂。具体可选择，待测粘结剂为直径12～18mm、厚度L20～200um的圆形膜片。

本方法适用于聚乙烯醇(PVA)、聚丙烯酸(PAA)及其盐、聚四氟乙烯(PTFE)、聚酰亚胺(PI)、羧甲基纤维素钠(CMC)、聚烯烃类(PP，PE以及其他的共聚物)、(PVDF/NMP)或其他的溶剂体系、PVDF基含氟聚合物、聚电解质高分子、丁苯橡胶(SBR)、粘接性能良好的改性SBR橡胶、氟化橡胶、聚丙烯酸锂(Li-PAA)或其他离子聚合物粘结剂、聚胺酯等粘结剂。

以下结合两个具体的实施例，对本发明进行论证。

实施例1

本实施例的锂离子电池粘结剂电导率的检测方法，具体步骤如下所述：

第一步：将粘接性能良好的改性SBR乳液，样品编号为AB的液体粘结剂涂覆在铜箔表面，60℃干燥12h，使用冲孔机制作5个直径为12mm粘结剂膜片，膜片面积A为113.097mm²，使用千分尺测量铜箔的厚度为0.01mm，5个粘结剂膜片的厚度L(减去铜箔厚度的粘结剂的厚度)分别为0.0774mm、0.0754mm、0.0714mm、0.0718mm、0.0762mm。

第二步：组装2032型扣式电池，2032型扣式电池的结构自下而上的顺序分别为电池负极壳(带塑料密封圈)、不锈钢片、铜箔、粘结剂膜片、隔膜、不锈钢片、弹簧垫片和电池正极壳，电解液使用硅碳专用电解液。

第三步：对5个2032型扣式电池分别进行EIS测试，EIS测试频率范围为1～500KHz，振幅为5mV，测试温度为室温，测试组测试结果R₁分别为4.0175、3.9570、3.9050、3.9159、3.9746。

计算可得5个2032型扣式电池的EIS测试结果平均值R₀为2.8843。根据公式ΔRct＝R₁-R₀、σ＝L/(ΔRct×A)计算粘结剂的电导率σ为6.15E-04，具体见表1。

表1实施例1的锂离子电池粘结剂电导率测试结果。

实施例2

本实施例的锂离子电池粘结剂电导率的检测方法，具体步骤如下所述：

第一步：将聚丙烯酸(PAA)，样品编号为AP的液体粘结剂涂覆在铜箔表面，60℃干燥12h，使用冲孔机制作5个直径为12mm粘结剂膜片，膜片面积A为113.097mm²，使用千分尺测量铜箔的厚度为0.01mm，粘结剂膜片的厚度为L。

第二步：组装2032型扣式电池，自下而上的顺序分别为电池负极壳(带塑料密封圈)、不锈钢片、铜箔、粘结剂膜片、隔膜、不锈钢片、弹簧垫片、电池正极壳，电解液使用硅碳专用电解液，5粘结剂膜片组装成5个2032型扣式电池。

第三步：对组装完成的电池进行EIS测试，EIS测试频率范围为1～500KHz，振幅为5mV，测试温度为室温。5个电池的EIS测试结果平均值R₀为2.8843。根据公式ΔRct＝R₁-R₀、σ＝L/(ΔRct×A)计算粘结剂的电导率。

以上所述，仅为本发明涉及的较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。