本发明专利技术涉及锂离子电池用水性粘合剂及正负极片和涂覆隔膜，属于锂离子电池制造领域。本发明专利技术提供一种锂离子电池用水性粘合剂，其组分包括：丙烯酸类无皂共聚水乳液和改性剂，丙烯酸类无皂共聚水乳液固量和改性剂的重量比为100︰5～50；其中，改性剂选自下列化合物中的至少一种：结构式为NR7R8CH2CH2CN或R9-(OCH2CH2)n-OCH2CH2CN或R10CONR11R12的化合物。本发明专利技术所得水性粘合剂适用于锂离子电池聚烯烃隔膜的改性涂覆以及电极片的高温快速涂布，可提高锂离子电池的性能和生产效率。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及锂离子电池用水性粘合剂及其制造方法和应用，属于锂离子电池等储 能器件制造领域。
技术介绍
锂离子电池具有工作电压高、能量密度高、充放电循环寿命长、自放电小等优点， 广泛用于电动车辆、通讯设备、航天航空、便携式电器等领域，是目前最理想的储能电源。 锂离子电池主要由正极、负极、隔膜以及非水电解质等组成；正、负电极由电活性 材料、导电添加剂与粘合剂混合分散后制成均一浆料，然后涂布于作为集电体的铝箔、铜箔 上，再经干燥、辊压等工艺制备而成；商品化的锂电池隔膜主要是聚烯烃类PE、PP微孔膜， 为了改善聚烯烃隔膜的耐热性以及与电解液的亲和性较差的缺点，可以在聚烯烃隔膜的一 侧或两侧表面涂覆含有粘合剂的填料颗粒涂层来制备涂覆隔膜。目前，锂离子电池电极材 料和涂覆隔膜所用粘合剂主要有两大类，一是以含氟聚合物PVDF为代表的油溶性粘合剂； 二是以LA系列和SBR为代表的水性粘合剂。 以含氟烯烃聚合物溶液为锂离子电池材料的粘合剂，在电极制作过程中存在溶剂 的挥发，易对环境造成污染，并对操作人员的健康有较大的危害；另外，含氟聚合物本身价 格昂贵，并且在使用过程中需要消耗大量溶剂，从而大大增加了锂离子电池的制造成本。 SBR水性粘合剂以水作为分散介质，对环境友好，极片加工性能好。但SBR水性粘 合剂由于其材料组份化学特性的限制，一般只能作为锂离子电池负极粉体材料的粘合剂， 并且使用SBR水性粘合剂作为负极粘合剂制造的锂离子电池，低温放电性能表现较差。 LA系列水性粘合剂（ZL01108511. 8, ZL01108524. X)为成都茵地乐电源科技有限 公司开发的聚丙烯酸类无皂共聚水乳液水分散胶乳，可作为锂离子电池正负极粉体材料以 及涂覆隔膜的粘合剂，用它制作的锂离子电池具有优良的电池性能。LA系列水性粘合剂的 链结构主体为高极性的聚丙烯酸类无皂共聚水乳液结构，玻璃化转变温度（Tg)高，使用其 制备电极片时，烘干过程中随着水分的挥发，电极片脆性增加，容易发生卷曲，开裂，折断。 为了克服电极片的脆性，使用LA系列水性粘合剂涂布极片时要求低温慢速烘干，以确保极 片保持一定的含水率，提高极片的可操作性。因此，使用LA系列水性粘合剂制备电极片无 法实现高温快速干燥，从而影响极片涂布的生产效率。 基于目前锂离子电池用粘合剂水性化的发展趋势以及前述LA系列水性粘合剂存 在的缺点，我们有必要在现有水性粘合剂的基础上进一步改进。
技术实现思路
本专利技术的目的在于：针对LA系列水性粘合剂存在的缺点，制备一种新型的水性粘 合剂，适用于锂离子电池聚烯烃隔膜的改性涂覆以及电极片的高温快速涂布，以提高锂离 子电池的性能和生产效率。 本专利技术的技术方案： 本专利技术要解决的第一个技术问题是提供一种锂离子电池用水性粘合剂，其组分包 括：丙烯酸类无皂共聚水乳液和改性剂，且丙烯酸类无皂共聚水乳液固量和改性剂的重量 比为100 : 5~50 ;其中，改性剂选自以下化合物中的至少一种： 结构式为 NR7R8CH2CH2CN 的化合物，其中，R7 = -H、-CH3、-CH2CH3、-C0H、-C0CH3、-COCH 2CH3, -COCH2CH2CH3, -COCH (CH3) 2, -CO- (CH2) 3-CH3, -COCH2CH (CH3) 2, -CO- (CH2) 4-CH3 M -CH2CH2CN ； R8 = -CH3、-CH2CH3、-CH2CH 2CN ;或 结构式为 R9- (OCH2CH2) n-0CH2CH2CN 的化合物，其中，!?9 = -^!^)^^%、-^'!^^- Ch2CH2CH2OCH2CH2CN, -CH (CH3) CH2OCH2CH2CN, -CH2CH2CH2CH 20CH2CH2CN，n = 0 ~5，m = 0 ~4;或 结构式为 RiqCONR11R12 的化合物，其中 R10 = -(CH2)XCH3, (X = 1 ~6)，R11=-H、-CH3、-CH2CH3, R12 = -CH3、-CH2CH3。 优选的，改性剂结构式为NR7R8CH2CH 2CN的化合物，其中，R7 = -H、-CH3、-CH2CH3、-C OH、-COCH3、-COCH2CH3、-COCH2CH 2CH3、-COCH (CH3) 2、-CO- (CH2) 3-CH3、-COCH2CH (CH3) 2、-CO- (CH2) 4-C H3 或-CH2CH2CN, R8 = -CH3、-CH2CH3、-CH2CH 2CN ;或 结构式为 R9- (OCH2CH2) n-0CH2CH2CN 的化合物，= Ch2CH2CH2OCH2CH2CN,-CH (CH3) CH2OCH2CH2CN,-CH2CH 2CH2CH20CH2CH2CN, n = 0~5,m = 0~4〇 更优选的，所述改性剂选自：双（2-氰乙基）胺、双（2-氰乙基）甲胺、双（2-氰 乙基）乙胺、二（2-氰乙基）胺、2-氰乙基二甲胺、2-氰乙基二乙胺、N, N-二乙基（2-氰乙 基）乙酰胺、N，N-二乙基（2-氰乙基）丙酰胺、N，N-二甲基丁酰胺、N，N-二乙基丙酰胺、 N, N-二甲基辛酰胺、N, N-二乙基辛酰胺、3, 3'-氧二丙腈、乙二醇二（2-氰乙基）醚、二乙二 醇二（2-氰乙基）醚、1，2-丙二醇二（2-氰乙基）醚、1，3-丙二醇二（2-氰乙基）醚、丁二 醇二（2-氰乙基）醚、甲氧基二乙二醇（2-氰乙基）醚、乙氧基二乙二醇（2-氰乙基）醚、 正丁醇（2-氰乙基）醚或丙氧基乙二醇（2-氰乙基）醚中的至少一种。 本专利技术中，丙烯酸类无皂共聚水乳液是申请人的前期专利ZL01108511.8， ZLO1108524. X中公开的LA系列水性粘合剂。 优选的，丙烯酸类无皂共聚水乳液是由两种或两种以上不同极性的单体在水介质 中共聚形成的无皂分散的共聚水乳液；不同极性的单体指亲水性单体和亲油性单体，亲水 性单体和亲油性单体的重量比为5~60 : 95~40; 所述的亲水性单体结构式为CHR1 = CR2R3,其中R1 = -H、-CH3、或-C00M，R2=-H、-CH3, R3 = -C00M、-CH2C00M、-C0NH2、-C0NHCH3、-CON (CH3) 2、-S03M、-CH2S03M、-CONHC (C H3) CH2S03M、- (CH2) 6S03M，M 为 Li+、Na+ 或 K+ ; 所述的亲油性单体结构式为CHR4 = CR5R6，其中R4 = -H、-COOCH3、-COOCH2CH3或-C00CH2CH2CH2CH3, R5 = -H、-CH3，R6 = -0C0CH3、-C00CH3、-C00CH2CH3、-C00CH 2CH2CH2CH3、-C0 OCH2 (CH2CH3) CH2CH2CH2CH3' -CN 或-C6H5。 优选的，所述亲水性单体为丙烯酰胺、丙烯酸锂、Ν，Ν'-二甲基丙烯酰胺、甲基丙烯 酸锂、烯丙基磺酸锂、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、乙烯基磺酸锂或2-丙烯酰胺基-2-甲 基丙磺酸中的至少一种；所述亲油性单体为乙酸乙烯酯、丙烯酸甲酯、丙烯腈、甲基丙烯腈 或丙烯酸丁酯中的至少一种。 优选的，丙烯本文档来自技高网...
【技术保护点】
锂离子电池用水性粘合剂，其特征在于，其组分包括：丙烯酸类无皂共聚水乳液和改性剂，丙烯酸类无皂共聚水乳液固量和改性剂的重量比为100︰5～50；其中，改性剂选自下列化合物中的至少一种：结构式为NR7R8CH2CH2CN的化合物，其中，R7＝‑H、‑CH3、‑CH2CH3、‑COH、‑COCH3、‑COCH2CH3、‑COCH2CH2CH3、‑COCH(CH3)2、‑CO‑(CH2)3‑CH3、‑COCH2CH(CH3)2、‑CO‑(CH2)4‑CH3、‑CH2CH2CN，R8＝‑CH3、‑CH2CH3、‑CH2CH2CN；或结构式为R9‑(OCH2CH2)n‑OCH2CH2CN的化合物，其中R9＝‑(CH2)m‑CH3、‑CH2CH2CN、‑CH2CH2CH2OCH2CH2CN、‑CH(CH3)CH2OCH2CH2CN、‑CH2CH2CH2CH2OCH2CH2CN，n＝0～5，m＝0～4；或结构式为R10CONR11R12的化合物，其中R10＝‑(CH2)xCH3，R11＝‑H、‑CH3、‑CH2CH3，R12＝‑CH3、‑CH2CH3，x＝1～6。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：潘中来，高建东，马先果，邓佳闽，王璐，邓正华，李仁贵，
申请(专利权)人：成都中科来方能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51
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