一种锂离子电池用水性粘合剂及其制备方法和用途技术
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于锂离子电池领域，涉及一种锂离子二次电池电极材料，具体涉及一种锂离子二次电池水性粘合剂及其制备方法和用途。
技术介绍
目前锂离子电池普遍采用石墨类碳材料作为负极活性物质，这类材料在充放电循环中，体积变化小。但这类碳材料的电池容量低，例如，高结晶度的石墨理论容量为372mAh/g。而使用高放电容量的如硅、锡或硅锡合金作为负极活性物质时，体积变化颇大，且容易恶化。例如硅基活性物质嵌锂时体积膨胀率高达300％，膨胀应力导致硅基材料结构粉碎，从而破坏了电极材料间活性物质与集流体的导电连接，使得电极极片劣化。为了解决非碳质负极活性物质的循环体积膨胀而引起电池变形、劣化等问题，需要开发高粘结强度和能够均匀分散膨胀应力的粘合剂来实现高容量非碳质活性物质负极的循环稳定性。CN 101361212A公开了一种聚合度大于2500、皂化度大于90％的聚乙烯醇粘合剂，但本专利技术人研究证实，聚合度为3000的聚乙烯醇作为粘合剂时对浆料的分散性能差，尤其无法对纳米级的导电炭黑进行很好的分散，影响了硅基负极极片性能的发挥，同时充放电循环后极片膨胀大。另一方面，聚乙烯醇导电性能差...
【技术保护点】
一种锂离子电池用水性粘合剂，其特征在于，所述粘合剂为包括改性聚乙烯醇分散剂和(甲基)丙烯酸酯类单体、不饱和羧酸类单体、乙烯基烃类单体以及任选地其他可共聚单体共聚物；所述改性聚乙烯醇分散剂的聚合物分子链包含磺酸基烯基单体、羧基烯基单体和胺基烯基单体中的任意一种或至少两种的组合。
【技术特征摘要】
1.一种锂离子电池用水性粘合剂，其特征在于，所述粘合剂为包括改性聚乙烯醇分散剂和(甲基)丙烯酸酯类单体、不饱和羧酸类单体、乙烯基烃类单体以及任选地其他可共聚单体共聚物；所述改性聚乙烯醇分散剂的聚合物分子链包含磺酸基烯基单体、羧基烯基单体和胺基烯基单体中的任意一种或至少两种的组合。2.根据权利要求1所述的水性粘合剂，其特征在于，所述磺酸基烯基单体选自苯乙烯磺酸钠、乙烯基磺酸钠、烯丙基磺酸钠、2-甲基烯丙基磺酸钠、甲基丙烯酸乙酯磺酸钠、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸中的任意一种或至少两种的组合；优选地，所述羧基烯基单体选自富马酸、(甲基)丙烯酸、衣康酸、衣康酸单丁酯中的任意一种或至少两种的组合；优选地，所述胺基烯基单体选自(甲基)丙烯酰胺、N-羟甲基丙烯酰胺、N,N-二甲基丙烯酰胺中的任意一种或至少两种的组合；优选地，所述改性聚乙烯醇分散剂的聚合度为800-8000，优选为1700～6000，皂化度为70-99％，优选为80～99％；作为优选，所述改性聚乙烯醇分散剂占粘合剂固体总质量的3.0～80wt％；优选地，所述磺酸基烯基单体、羧基烯基单体和胺基烯基单体三者总质量占改性聚乙烯醇分散剂质量的0.01～15wt％。3.根据权利要求1或2所述的水性粘合剂，其特征在于，所述(甲基)丙烯酸酯类单体选自丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸异丁酯、丙烯酸正戊酯、丙烯酸异戊酯、丙烯酸正己酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸羟丙酯、丙烯酸-2-羟基乙酯、丙烯酸月桂酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸正戊酯、甲基丙烯酸正己酯、甲基丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸羟丙酯或甲基丙烯酸-2-羟基乙酯中的任意一种或至少两种的组合；优选地，所述不饱和羧酸类单体选自丙烯酸锂、丙烯酸、甲基丙烯酸锂、甲基丙烯酸、衣康酸锂、衣康酸、衣康酸锂单丁酯或衣康酸单丁酯中的任意一种或至少两种的组合；优选地，所述乙烯基烃类单体选自醋酸乙烯酯、苯乙烯、α-甲基苯乙烯、苯乙烯磺酸钠或甲基乙烯磺酸钠中的任意一种或至少两种的组合；优选地，所述其他可共聚单体选自丙烯酰胺、N-羟甲基丙烯酰胺、N-乙烯基吡咯烷酮、乙烯基吡啶、乙烯基咪唑、乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯或丁酸乙烯酯中的任意一种或者至少两种的混合物。4.一种权利要求1-3任一项所述的锂离子电池用水性粘合剂的制备方法，将改性聚乙烯醇分散剂和(甲基)丙烯酸酯类单体、不饱和羧酸单体、乙烯基烃类单体以及任选地其他可共聚单体原位聚合得到上述水性粘合剂。5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述改性聚乙烯醇分散剂由如下所述方法制备：通过乙酸乙烯酯和磺酸基烯基单体、羧基烯基单体和胺基烯基单体中的任意一种或至少两种的组合共聚进而醇解。6.根据权利要求4或5所述的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(a)在改性聚乙烯醇分散剂水溶液中加入(甲基)丙烯酸酯类单体、不饱和羧酸单体、乙烯基烃...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘俊，任建国，岳敏，
申请(专利权)人：深圳市贝特瑞新能源材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44
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