一种使用水性粘结剂的钛酸锂电池制造技术

本发明专利技术公开了一种使用水性粘结剂的钛酸锂电池，该电池使用的水性粘结剂为高分子粘结剂；高分子粘结剂具有亲水性，高分子粘结剂上接有羧基基团和羟基基团中的任意一种或两种。该高分子粘结剂的分子量为200000-1000000。该高分子粘结剂包含聚丙烯酸型高分子粘结剂、酚醛树脂型高分子粘结剂、橡胶型乳液胶高分子粘结剂、环氧树脂型高分子粘结剂、聚氨酯型高分子粘结剂和羧甲基纤维素型高分子粘结剂中的任意一种或一种以上。本发明专利技术提供的使用水性粘结剂的钛酸锂电池，使用的水性粘结剂的分散效果好，该电池可逆容量高，循环稳定性好，能够大倍率充放电，而且制备过程简单易行，成本低，无环境污染。

【技术实现步骤摘要】
一种使用水性粘结剂的钛酸锂电池
本专利技术涉及一种锂离子电池，具体地，涉及一种使用水性粘结剂的钛酸锂电池。
技术介绍
目前，随着环保成为世界主题，清洁能源即刻受到高度重视，各国致力于清洁能源的研究。锂离子电池作为商用电池中能量密度最高的已经成为清洁能源发展的一个重要方向。以美国特斯拉为的清洁能源电动汽车的迅猛发展更是促进了锂离子电池的研究热浪。近年来，尖晶石型钛酸锂因其较碳材料有优异的循环稳定性，安全性以及“零应变”的特点广泛用作锂离子电池的负极材料。 目前钛酸锂锂离子电池采用的粘结剂主要为聚偏氟乙烯(PVDF)，在实际生产中需要使用有机溶剂N-甲基吡咯烷酮(NMP)为溶剂，通过有机拉浆工艺进行电极制备。但是PVDF不仅在有机溶剂中易溶胀且其电子离子导电性差；有机溶剂NMP易挥发、易燃易爆、且毒性大，同时钛酸锂锂离子电池采用有机拉浆时，工艺要严格控制环境中的水分，造成工艺成本高环境压力大，不符合绿色工业的发展要求。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种钛酸锂锂离子电池，使用水性粘结剂，制备过程简单易行，降低工艺成本，且绿色环保。 为了达到上述目的，本专利技术提供了一种使用水性粘结剂的钛酸锂电池，其中，该电池使用的水性粘结剂为高分子粘结剂；所述高分子粘结剂具有亲水性，所述高分子粘结剂上接有羧基基团和羟基基团中的任意一种或两种。如果没有上述亲水基团的存在，则该粘结剂无法实现在以水作为溶剂的前提下用于制备钛酸锂锂离子电池的电极。 上述的使用水性粘结剂的钛酸锂电池，其中，所述的高分子粘结剂的分子量为200000-1000000。高分子粘结剂分子量小于200000时，无法对电极材料起到有效的粘结固定作用，高分子粘结剂分子量大于1000000时，在水中的溶解性会变差，无法作为水性粘结剂使用。 上述的使用水性粘结剂的钛酸锂电池，其中，所述的高分子粘结剂包含聚丙烯酸型高分子粘结剂、酚醛树脂型高分子粘结剂、橡胶型乳液胶高分子粘结剂、环氧树脂型高分子粘结剂、聚氨酯型高分子粘结剂和羧甲基纤维素型高分子粘结剂中的任意一种或一种以上。 上述的使用水性粘结剂的钛酸锂电池，其中，所述的高分子粘结剂优选为聚丙烯酸型高分子粘结剂。 上述的使用水性粘结剂的钛酸锂电池，其中，所述的聚丙烯酸型高分子粘结剂优选为聚丙烯酸和聚丙烯酸盐中的任意一种或一种以上。 上述的使用水性粘结剂的钛酸锂电池，其中，所述的聚丙烯酸型高分子粘结剂优选地包含聚丙烯酸(PAA)、聚丙烯酸锂(LiPAA)、聚丙烯酸钠(NaPAA)和聚丙烯酸-聚丙烯腈共聚物(PAA-PAN)等中的任意一种或一种以上。 上述的使用水性粘结剂的钛酸锂电池，其中，所述的酚醛树脂型高分子粘结剂优选为水性酚醛树脂。 上述的使用水性粘结剂的钛酸锂电池，其中，所述的环氧树脂型高分子粘结剂优选为水性环氧树脂。 上述的使用水性粘结剂的钛酸锂电池，其中，所述的聚氨酯型高分子粘结剂优选地包含聚氨酯乳液、乙烯基聚氨酯乳液、多异氰酸酯乳液和封闭型聚氨酯乳液等中的任意一种或一种以上。 上述的使用水性粘结剂的钛酸锂电池，其中，所述的羧甲基纤维素型高分子粘结剂优选为羧甲基纤维素和羧甲基纤维素盐中的任意一种或一种以上。进一步优选为羧甲基纤维素(CMC)或羧甲基纤维素钠(CMCNa)等。 上述的使用水性粘结剂的钛酸锂电池，其中，所述的橡胶型乳液胶高分子粘结剂优选为丁苯橡胶(SBR)等。 上述的使用水性粘结剂的钛酸锂电池，其中，所述的高分子粘结剂也可以优选为上述高分子粘结剂中的两种或两种以上，如PAA-PAN — SBR、CMC—SBR, PAA — LiPAA — SBR 坐寸ο 本专利技术提供的使用水性粘结剂的钛酸锂电池具有以下优点:1.本专利技术使用的水性粘结剂的分散效果好。 2.使用水性粘结剂的钛酸锂锂离子电池可逆容量高，循环稳定性好，且能够大倍率充放电。 3.制备过程简单易行，成本低，无环境污染。 【附图说明】 图1a为使用聚偏氟乙烯的钛酸锂电池对比例的扫描电镜图。 图1b为本专利技术的使用水性粘结剂的钛酸锂电池实施例的扫描电镜图。 图2为本专利技术的使用水性粘结剂的钛酸锂电池与对比例的倍率特性图。 【具体实施方式】 以下结合附图对本专利技术的【具体实施方式】作进一步地说明。 本专利技术提供的使用水性粘结剂的钛酸锂电池，其中，该电池使用的水性粘结剂为闻分子粘结剂；该闻分子粘结剂具有未水性，闻分子粘结剂上接有羧基基团和轻基基团中的任意一种或两种。如果没有上述亲水基团的存在，则该粘结剂无法实现在以水作为溶剂的前提下用于制备钛酸锂锂离子电池的电极。 高分子粘结剂的分子量为200000-1000000。高分子粘结剂分子量小于200000时， 无法对电极材料起到有效的粘结固定作用，高分子粘结剂分子量大于1000000时，在水中的溶解性会变差，无法作为水性粘结剂使用。 高分子粘结剂包含聚丙烯酸型高分子粘结剂、酚醛树脂型高分子粘结剂、橡胶型乳液胶高分子粘结剂、环氧树脂型高分子粘结剂、聚氨酯型高分子粘结剂和羧甲基纤维素型高分子粘结剂中的任意一种或一种以上。 高分子粘结剂优选为聚丙烯酸型高分子粘结剂。聚丙烯酸型高分子粘结剂优选为聚丙烯酸和聚丙烯酸盐中的任意一种或一种以上。聚丙烯酸型高分子粘结剂优选地包含聚丙烯酸(PAA)、聚丙烯酸锂(LiPAA)、聚丙烯酸钠(NaPAA)和聚丙烯酸-聚丙烯腈共聚物(PAA-PAN)等中的任意一种或一种以上。 酚醛树脂型高分子粘结剂优选为水性酚醛树脂。 环氧树脂型高分子粘结剂优选为水性环氧树脂。 聚氨酯型高分子粘结剂优选地包含聚氨酯乳液、乙烯基聚氨酯乳液、多异氰酸酯乳液和封闭型聚氨酯乳液等中的任意一种或一种以上。 羧甲基纤维素型高分子粘结剂优选为羧甲基纤维素和羧甲基纤维素盐中的任意一种或一种以上。进一步优选为羧甲基纤维素(CMC)或羧甲基纤维素钠(CMCNa)等。 橡胶型乳液胶高分子粘结剂优选为丁苯橡胶(SBR)等。 高分子粘结剂也可以优选为上述高分子粘结剂中的两种或两种以上，如PAA-PAN-SBR, CMC—SBR, PAA — LiPAA — SBR 等。 本专利技术提供的使用水性粘结剂的钛酸锂电池，其电化学性能可利用电池测试系统(测试仪器如:CT2001A，武汉蓝电公司)测定。 下面结合实施例对本专利技术做更进一步描述。 实施例1取质量分数为20%的聚丙烯酸(PAA)(分子量为1000000)水溶液Ig置于2g去尚子水中。在磁力搅拌器上搅拌Ih左右,待完全溶解,加入0.2g Super-Ρ,继续搅拌2h,最后加入钛酸锂1.6g搅拌18h，将所得浆料涂覆在铝箔上，厚度为100 μ m。然后置于80°C鼓风烘箱里面烘干，再转移到120°C真空烘箱，保存36h，冲片称片再120°C真空保存12h，加入电解液装成纽扣电池，静置12?36h。 实施例2取质量分数为85%的PAA-PAN (分子量为800000) 0.235g溶于2g去离子水中。在磁力搅拌器上搅拌Ih左右，待完全溶解，加入0.2g Super-Ρ,继续搅拌2h，最后加入钛酸锂1.6g搅拌18h，将所得浆料涂覆在铝箔上，厚度为ΙΟΟμπι。然后置于80°C鼓风本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种使用水性粘结剂的钛酸锂电池，其特征在于，该电池使用的水性粘结剂为高分子粘结剂；所述高分子粘结剂具有亲水性，所述高分子粘结剂上接有羧基基团和羟基基团中的任意一种或两种。

【技术特征摘要】
1.一种使用水性粘结剂的钛酸锂电池，其特征在于，该电池使用的水性粘结剂为高分子粘结剂；所述高分子粘结剂具有亲水性，所述高分子粘结剂上接有羧基基团和羟基基团中的任意一种或两种。2.如权利要求1所述的使用水性粘结剂的钛酸锂电池，其特征在于，所述的高分子粘结剂的分子量为200000-1000000。3.如权利要求2所述的使用水性粘结剂的钛酸锂电池，其特征在于，所述的高分子粘结剂包含聚丙烯酸型高分子粘结剂、酚醛树脂型高分子粘结剂、橡胶型乳液胶高分子粘结齐U、环氧树脂型高分子粘结剂、聚氨酯型高分子粘结剂和羧甲基纤维素型高分子粘结剂中的任意一种或一种以上。4.如权利要求3所述的使用水性粘结剂的钛酸锂电池，其特征在于，所述的聚丙烯酸型高分子粘结剂为聚丙烯酸和聚丙烯酸盐中的任意一种或一种以上。5.如权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩广帅，解晶莹，刘茜，
申请(专利权)人：上海空间电源研究所，
类型：发明
国别省市：上海;31