[發明專利]一種鋰離子電池正極水性粘合劑及其制備方法

有效

• 申請號: 201710068574.6
• 申請日: 2017-02-08
• 公開（公告）號: CN106833448B
• 公開（公告）日: 2019-02-15
• 發明（設計）人: 白豐瑞;李強;羅賀斌
• 申請（專利權）人: 北京藍海黑石科技有限公司
• 主分類號: C09J133/08
• 分類號: C09J133/08;C08F220/18;C08F220/06;C08F220/56;C08F220/58;C08F216/14;C08F222/02;H01M4/62;H01M10/0525
• 代理公司: 北京布瑞知識產權代理有限公司 11505
• 代理人: 孟潭

本發明提供了一種鋰離子電池正極水性粘合劑及其制備方法，解決了現有技術中的鋰離子電池正極堆積密度偏低、干燥后較脆、柔軟性差、成品率低、生產效率低等技術問題。本發明提供的鋰離子電池正極水性粘合劑的制備方法，以水為分散介質，加入丙烯酸酯單體、雙親性反應型乳化劑、具有提高高分子鏈柔性的特殊官能團的功能性單體以及引發劑攪拌混勻，升溫引發聚合，反應得到鋰離子電池正極水性粘合劑。

技術領域

本發明涉及鋰離子電池技術領域，具體涉及一種鋰離子電池正極水性粘合劑及其制備方法。

背景技術

新能源項目作為一種新興產業，符合國家節能減排和可持續發展的方針政策，對于產業結構的調整和轉型有很大的幫助。鋰離子二次電池作為新能源產業中一個很重要的組成部分，其具有能量密度高、壽命長、體積小、重量輕、安全可靠、無污染等優點，已廣泛應用于電動車輛、航天航空、通訊設備以及各類便攜式電器，成為21世紀最具發展前景的理想能源。

鋰離子電池通常是將電活性物質、導電劑與粘合劑溶液混合研磨均勻成為漿料，涂布于作為集電體的銅箔或鋁箔上，經干燥、碾壓等工藝處理而成。其中，鋰離子電池粘合劑是鋰離子電池制備過程中必不可少的原材料之一，其作用是將正、負極電活性材料和導電劑粘附于集電體上。

鋰離子電池正極粘合劑主要分為兩類，一類為采用有機溶劑作為分散劑的油性粘合劑，目前應用較為廣泛的是含氟聚合物粘合劑，如以N-甲基吡咯烷酮(簡稱：NMP)作為溶劑的聚偏二氟乙烯(簡稱：PVDF)，由于該粘合劑中有機溶劑用量大且在制作過程中容易揮發，污染環境的同時對操作人員的健康也產生較大的損害，且含氟聚合物及其溶劑價格昂貴，增加了生產成本。另外，該PVDF粘合劑還有充放電循環特性降低的問題。另一類為采用水作為分散劑的水性粘合劑，目前中國發明專利CN201410731027.8公布了一種比較理想的鋰離子電池水性粘合劑，通過在SBS中滴入親油單體和親水單體以及引發劑，并將親油親水單體通過合適的化學反應接枝到SBS大分子鏈段上，該粘合劑可用于鋰離子電池正極的制作，使電極材料具有優良的附著性能和分散性能。但該粘合劑在鋰離子電池正極極片制作時，堆積密度偏低，且極片干燥后較脆，干燥過程中容易卷邊和開裂，降低了產品的成品率和工廠的生產效率。

發明內容

有鑒于此，本發明實施例提供了一種鋰離子電池正極水性粘合劑及其制備方法，解決了現有技術中的鋰離子電池正極堆積密度偏低、干燥后較脆、柔軟性差、成品率低、生產效率低等技術問題。

本發明一實施例提供的一種鋰離子電池正極水性粘合劑的制備方法，以水為分散介質，加入丙烯酸酯單體、雙親性反應型乳化劑、具有提高高分子鏈柔性的特殊官能團的功能性單體以及引發劑攪拌混勻，升溫引發聚合，反應得到鋰離子電池正極水性粘合劑；

其中，所述丙烯酸酯單體選自甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸羥乙酯、丙烯腈、丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酰胺、衣康酸、甲基丙烯酸、丙烯酸羥丙酯或丙烯酸辛酯中的一種或多種；

其中，所述雙親性反應型乳化劑選自丙烯酰胺基異丙基磺酸鈉、含烯丙基的特種醇醚硫酸鹽、含雙鍵的醇醚磺基琥珀酸酯鈉鹽、烯丙氧基羥丙磺酸鈉或烷基酰胺乙烯磺酸鈉中的一種或多種；

其中，所述具有提高高分子鏈柔性的特殊官能團的功能性單體選自丙烯酸十八酯、丙烯酸辛酯、月桂酸酯、丙烯酸十七酯、甲基丙烯酸十八酯、丙烯酸環己酯、叔碳酸乙烯酯、丙烯酸芐酯或丙烯酸全氟烷基酯中的一種或多種；

其中，所述引發劑選自無機過氧類引發劑、偶氮類引發劑、有機過氧類引發劑、水溶性氧化還原引發劑或油溶性氧化還原引發劑中的一種或幾種；

其中，所述引發劑選自偶氮二異丁腈、過氧化苯甲酰、過硫酸鈉、過硫酸銨、過硫酸鹽或亞硫酸鈉中的一種或幾種；