一种粘结剂及其二次电池制造技术

本申请涉及二次电池材料领域，具体讲，涉及一种粘结剂及使用该粘结剂的二次电池。粘结剂为含有聚共轭二烯结构单元、芳香基团取代的聚烯基结构单元、酯基或酰氧基取代的聚烯基结构单元以及极性基团取代的聚烯基结构单元的聚合物；极性基团选自羟基、羧基、磺酸基和酰胺基中的至少一种。本申请通过上述四种结构单元的合用，使得使用该粘结剂的极片在快速涂布过程中，不发生干燥开裂的现象，从而达到在不添加增塑剂的前提下，避免了快速涂布时的极片干燥开裂的技术问题，可同时提升涂布产率和优率，还可以达到简化投料工艺、不恶化电池性能的技术效果。

【技术实现步骤摘要】
一种粘结剂及其二次电池
本申请涉及二次电池材料领域，具体讲，涉及一种粘结剂及使用该粘结剂的二次电池。
技术介绍
近年来，化石燃料的燃烧造成了我国中东部经济发展较快的地区空气污染严重，特别是到了供暖季节“雾霾”天气严重影响了人们的生产生活，汽车尾气作为城市空气污染的一大污染源，其治理受到了越来越多的关注，随着人们环保意识的增强、生活水平的提高，以电动汽车等新能源环保汽车替代原有的汽油车、柴油车已是一种趋势。动力电池作为新能源汽车的心脏，是新能源汽车整个产业链发展的关键环节。近年来，已有多家车企着手独自或合作开发新能源车型，因此对动力电芯的需求量猛增。据业内专家分析，动力电池供不应求的状况还将在行业内持续相当长的一段时间，如何提高产能迫在眉睫。对动力电池制造商而言，提升产能可通过提升电池各生产工序的速度来实现。在各工序中，涂布是控速步骤之一，也是电池生产关键工序。在现有的涂布工艺基础上将涂布速度由20m/min提升至50m/min，甚至更高速度时，会出现涂布外观差的问题。对于负极涂布而言：涂布速度提升，极片干燥开裂现象明显加重，影响极片外观及优率，严重时会造成电池充电时析锂，为电池埋下安全隐患。目前锂电池制造商为解决快速涂布过程中干燥开裂问题，在负极浆料中加入<5wt％的增塑剂，如亚硫酸二甲酯、1，3-丙磺酸内酯、N-甲基吡咯烷酮、N-甲基甲酰胺、N-甲基乙酰胺、N,N-二甲基甲酰胺、或含氟环状有机酯等，这些增塑剂沸点高(>200℃)易在极片中残留，从而达到对极片增塑的效果，改善极片快速干燥开裂的问题。但同样也会因为增塑剂的残留对电池产生不良影响，如N-甲基吡咯烷酮残留会腐蚀铜箔；有些则会在电池使用过程中进入电解液，参与副反应，恶化电池性能。鉴于此，为了达到在不添加增塑剂的前提下，改善快速涂布时的极片干燥开裂的问题，特提出本申请。
技术实现思路
为了解决上述问题，本申请人进行锐意研究后发现：采用同时含有聚共轭二烯结构单元、芳香基团取代的聚烯基结构单元、酯基或酰氧基取代的聚烯基结构单元以及极性基团取代的聚烯基结构单元的聚合物作为粘结剂，其中极性基团选自羟基、羧基、磺酸基和酰胺基中的至少一种，可改善快速涂布时的极片干燥开裂的问题，从而完成本申请。本申请的目的在于提供一种粘结剂为含有聚共轭二烯结构单元、芳香基团取代的聚烯基结构单元、酯基或酰氧基取代的聚烯基结构单元以及极性基团取代的聚烯基结构单元的聚合物；极性基团选自羟基、羧基、磺酸基和酰胺基中的至少一种。本申请的另一目的在于提供一种二次电池，包含正极，负极以及位于正极和负极之间的隔离膜，其特征在于，在所述正极、负极、隔离膜中至少之一含有本申请的粘结剂。本申请的技术方案至少具有以下有益的效果：本申请通过采用同时含有聚共轭二烯结构单元、芳香基团取代的聚烯基结构单元、酯基或酰氧基取代的聚烯基结构单元以及极性基团取代的聚烯基结构单元的聚合物作为粘结剂，其中极性基团选自羟基、羧基、磺酸基和酰胺基中的至少一种，即本申请通过上述四种结构单元的合用，使得使用该粘结剂的极片在快速涂布过程中，不发生干燥开裂的现象，从而达到在不添加增塑剂的前提下，避免了快速涂布时的极片干燥开裂的技术问题，可同时提升涂布产率和优率，还可以达到简化投料工艺、不恶化电池性能的技术效果。具体实施方式下面结合具体实施例，进一步阐述本申请。应理解，这些实施例仅用于说明本申请而不用于限制本申请的范围。本申请涉及一种粘结剂，为含有聚共轭二烯结构单元、芳香基团取代的聚烯基结构单元、酯基或酰氧基取代的聚烯基结构单元以及极性基团取代的聚烯基结构单元的聚合物；极性基团选自羟基、羧基、磺酸基和酰胺基中的至少一种。聚共轭二烯结构单元中由于含有双键结构，可提高粘结剂聚合物大分子的柔韧性，从而使极片在涂布干燥过程中不发生脆断。芳香基团取代的聚烯基结构单元中由于含有芳香环，不仅可提高聚合物分子的玻璃化转变温度，提高该粘结剂材料的使用温度，还可以提高采用本申请粘结剂粘结后的材料的强度和韧性。酯基或酰氧基取代的聚烯基结构单元可用于提高粘结剂的粘结力，尤其适用于石墨与石墨之间的粘接、石墨与铜箔之间的粘接，但并不限于此。极性基团取代的聚烯基结构单元中由于含有选自羟基、羧基、磺酸基和酰胺基中的至少一种的极性基团，因而极性基团可以以氢键的形式缔合水分子，使得分子体积增大，从而增大空间位阻，起到增稠、稳定浆料的作用；同时在干燥过程中该粘结剂所缔合的水分子可起到增塑剂的作用，且由于分子体积的增大，可增大高分子粘结剂之间的距离，减小粘结剂分子链之间的相互作用。由于高分子粘结剂在干燥过程中能够做到充分的运动，释放干燥过程中产生的应力，因此该高分子粘结剂可具有足够的柔韧性而支撑极片不开裂。本申请通过上述四种结构单元的合用，使得使用该粘结剂的极片在快速涂布过程中，不发生干燥开裂的现象，从而达到在不添加增塑剂的前提下，避免了快速涂布时的极片干燥开裂的技术问题，可同时提升涂布产率和优率。作为本申请粘结剂的一种改进，聚烯基选自聚乙烯基、聚丙烯基、聚丁烯基中的至少一种。优选的，选自聚乙烯基或聚丙烯基。作为本申请粘结剂的一种改进，聚共轭二烯结构单元如式Ⅰ所示，其中，R11、R12、R13、R14各自独立的选自氢、取代或未取代的C1～12烷基；n1为大于零的整数。作为本申请粘结剂的一种改进，聚共轭二烯结构单元如式ⅠA所示，其中，R11、R14各自独立的选自氢、取代或未取代的C1～12烷基。进一步优选的，R11、R14各自独立的选自氢、C1～6烷基。作为本申请粘结剂的一种改进，芳香基团取代的聚烯基结构单元如式Ⅱ所示，其中，R21、R22中至少有一个基团为取代或未取代的C6～26芳香基团；n2为大于零的整数。进一步优选的，R21、R22各自独立的选自氢、取代或未取代的C1～5烷基、或取代或未取代的C6～26芳基，且R21、R22中至少有一个基团为取代或未取代的C6～26芳香基团。作为本申请粘结剂的一种改进，芳香基团取代的聚烯基结构单元如式ⅡA所示，其中，R21为取代或未取代的C6～26芳香基团。进一步优选的，R21为C6～16芳基。作为本申请粘结剂的一种改进，酯基或酰氧基取代的聚烯基结构单元如式Ⅲ所示，其中，R31、R32中至少有一个基团为取代或未取代的C2～14酯基、取代或未取代的C2～14酰氧基或酰氧基取代的C1～12烷基；n3为大于零的整数。进一步优选的，R31、R32各自独立的选自氢、取代或未取代的C1～5烷基、取代或未取代的C2～14酯基、取代或未取代的C2～14酰氧基或酰氧基取代的C1～12烷基，且R31、R32中至少有一个基团为取代或未取代的C2～14酯基、取代或未取代的C2～14酰氧基或酰氧基取代的C1～12烷基。作为本申请粘结剂的一种改进，酯基或酰氧基取代的聚烯基结构单元如式ⅢA所示，R31为取代或未取代的C2～14酯基、取代或未取代的C2～14酰氧基或酰氧基取代的C1～12烷基。进一步优选的，R31为C2～8酯基、C2～8酰氧基、酰氧基取代的C1～6烷基。作为本申请粘结剂的一种改进，极性基团取代的聚烯基结构单元如式Ⅳ所示；其中，R41、R42中至少有一个基团为羟基、羧基、磺酸基或酰胺基；n4为大于零的整数。进一步本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种粘结剂，其特征在于，所述粘结剂为含有聚共轭二烯结构单元、芳香基团取代的聚烯基结构单元、酯基或酰氧基取代的聚烯基结构单元以及极性基团取代的聚烯基结构单元的聚合物；所述极性基团选自羟基、羧基、磺酸基和酰胺基中的至少一种。

【技术特征摘要】
1.一种粘结剂，其特征在于，所述粘结剂为含有聚共轭二烯结构单元、芳香基团取代的聚烯基结构单元、酯基或酰氧基取代的聚烯基结构单元以及极性基团取代的聚烯基结构单元的聚合物；所述极性基团选自羟基、羧基、磺酸基和酰胺基中的至少一种。2.根据权利要求1所述的粘结剂，其特征在于，所述聚共轭二烯结构单元如式Ⅰ所示，所述芳香基团取代的聚烯基结构单元如式Ⅱ所示，所述酯基或酰氧基取代的聚烯基结构单元如式Ⅲ所示，所述极性基团取代的聚烯基结构单元如式Ⅳ所示；其中，R11、R12、R13、R14各自独立的选自氢、取代或未取代的C1～12烷基；R21、R22中至少有一个基团为取代或未取代的C6～26芳香基团；R31、R32中至少有一个基团为取代或未取代的C2～14酯基、取代或未取代的C2～14酰氧基或酰氧基取代的C1～12烷基；R41、R42中至少有一个基团为羟基、羧基、磺酸基或酰胺基；其中，取代基选自卤素；n1、n2、n3、n4各自独立的为正整数。3.根据权利要求2所述的粘结剂，其特征在于，R21、R22各自独立的选自氢、取代或未取代的C1～5烷基、或取代或未取代的C6～26芳基，且R21、R22中至少有一个基团为取代或未取代的C6～26芳香基团；R31、R32各自独立的选自氢、取代或未取代的C1～5烷基、取代或未取代的C2～14酯基、取代或未取代的C2～14酰氧基或酰氧基取代的C1～12烷基，且R31、R32中至少有一个基团为取代或未取代的C2～14酯基、取代或未取代的C2～14酰氧基或酰氧基取代的C1～12烷基；R41、R42各自独立的选自氢、取代或未取代的C1～5烷基、羟基、羧基、磺酸基或酰胺基，且R41、R42中至少有一个基团为羟基、羧基、磺酸基或酰胺基。4.根据权利要求2所述的粘结剂，其特征在于，所述聚共轭二烯结构...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘会会，吴嘉龙，汪康，李吉蓉，郭超，
申请(专利权)人：宁德时代新能源科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：福建,35