水性胶粘剂及其制备方法和电池技术

本发明专利技术提供了水性胶粘剂及其制备方法和电池，该水性胶粘剂包括：带有羧基的聚丙烯乳液；非离子增稠剂；导电剂；降阻剂；以及水。该胶粘剂不含有毒的挥发性有机溶剂，采用水作为介质，物理环境友好，对工人安全，采用非离子增稠剂形成的胶液稳定性好，且采用带有羧基的聚丙烯乳液使得胶粘剂具有反应活性，固化后电极尺寸稳定性好。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电池
，具体的，涉及动力汽车用锂电池，更具体的，涉及水性胶粘剂及其制备方法和电池。
技术介绍
随着我国新能源汽车的飞速发展，对锂电池需求越来越大，技术要求也更严，电池电极的制备为最关键因素，电极材料的组成和制备工艺不仅关系到电池的电能储存容量，还涉及电池的循环次数和使用寿命。动力锂电池负极原先所用的胶采用有机溶剂溶解的聚偏氟乙烯。该种胶与负极的粘结性较差，在基片的裁剪、化成和冲放电过程中活性材料易脱落、掉粉，胶液稳定性差，影响电极的均匀性和尺寸稳定性，不利于锂电池储电和循环利用。溶剂通常为二甲基乙酰胺，甲基吡咯烷酮，有一定毒性易燃性，对电池工人劳动操作存在危险。而且增稠剂通常为羧甲基纤维素钠，只能在碱性溶液中使用，且稳定pH范围窄。因而，目前仍需要开发水溶性的、乳液稳定性好、固化强度高的电极胶粘剂。
技术实现思路
本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。本专利技术是基于专利技术人的以下发现而完成的：针对相关技术中胶粘剂与电极的粘结性较差，在基片的裁剪、化成和冲放电过程中活性材料易脱落、掉粉，乳液稳定性差，影响电极的均匀性和尺寸稳定性，溶剂有一定毒性易燃性，对电池工人劳动条件有影响，以及通常只能在碱性溶液中使用，且稳定pH范围窄的问题，专利技术人进行了深入研究，发现使用非离子增稠剂可以使胶液更稳定，而采用带有羧基的聚丙烯乳液作为胶粘剂主体获得固化后粘结性好、防水性好且具有坚固的电极尺寸。有鉴于此，本专利技术提供了一种环境友好、无毒、安全性好、胶液稳定性好、固化后粘结性好、防水性好或者具有坚固的电极尺寸的胶粘剂。在本专利技术的一个方面，本专利技术提供了一种水性胶粘剂。根据本专利技术的实施例，该水性胶粘剂包括：带有羧基的聚丙烯乳液；非离子增稠剂；导电剂；降阻剂；以及水。专利技术人惊喜地发现，不含有毒的挥发性有机溶剂，采用水作为介质，物理环境友好，对工人安全，采用非离子增稠剂形成的胶液稳定性好，在电解液中浸泡24小时胶膜的溶胀率不大于1％，甚至溶胀率可不大于0.7％，且采用带有羧基的聚丙烯乳液使得胶粘剂具有反应活性，固化后电极尺寸稳定性好。将该胶粘剂用于电池正、负极时，制备的锂动力电池具有优异的储电性能和循环性能。根据本专利技术的实施例，带有羧基的聚丙烯乳液包括聚丙烯酸乳液。根据本专利技术的实施例，所述非离子增稠剂包括羟甲基丙基纤维素。根据本专利技术的实施例，所述导电剂包括炭黑。根据本专利技术的实施例，所述降阻剂包括聚氧化乙烯。根据本专利技术的实施例，该水性胶粘剂包括：带有羧基的聚丙烯乳液45-65重量份；非离子增稠剂0.1-0.5重量份；导电剂3-5重量份；降阻剂0.1-0.5重量份；以及水30-57重量份。在本专利技术的另一方面，本专利技术提供了一种制备前面所述的水性胶粘剂的方法。根据本专利技术的实施例，该方法包括：将非离子增稠剂和降阻剂溶于水中，并向所得到的混合物中加入带有羧基的聚丙烯乳液和导电剂。专利技术人发现，利用该方法，能够快速有效地制备获得前面所述的水性胶粘剂，且操作简单、方便快速，成本低廉，无苛刻反应条件，对设备等无特殊要求，易于实现。另外，前面所述的水性胶粘剂的所有特征和优点均适用于该方法，在此不再一一赘述。在本专利技术的另一方面，本专利技术提供了一种电池。根据本专利技术的实施例，该电池包括前面所述的水性胶粘剂。本领域技术人员可以理解，前面所述的水性胶粘剂的所有特征和优点均适用于该方法，在此不再一一赘述。根据本专利技术的实施例，该电池可以为锂电池。具体实施方式下面详细描述本专利技术的实施例。下面描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。实施例中未注明具体技术或条件的，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。在本专利技术的一个方面，本专利技术提供了一种水性胶粘剂。根据本专利技术的实施例，该水性胶粘剂包括：带有羧基的聚丙烯乳液；非离子增稠剂；导电剂；降阻剂；以及水。专利技术人惊喜地发现，不含有毒的挥发性有机溶剂，采用水作为介质，物理环境友好，对工人安全，采用非离子增稠剂形成的胶液稳定性好，在电解液中浸泡24小时胶膜的溶胀率不大于1％，甚至溶胀率可不大于0.7％，且采用带有羧基的聚丙烯乳液使得胶粘剂具有反应活性，固化后电极尺寸稳定性好。采用本专利技术的上述胶粘剂组成，能显著提高胶粘剂的水溶性、导电性、稳定性和固化强度。将该胶粘剂用于电池正、负极时，制备的锂动力电池具有优异的储电性能、循环性能和使用寿命。根据本专利技术的实施例，可以采用的带有羧基的聚丙烯乳液的具体种类不受特别限制，本领域技术人员可以根据需要灵活选择，只要能够实现较好的粘结作用，且带有反应活性具体羧基即可。在本专利技术的一些实施例中，采用的带有羧基的聚丙烯乳液包括聚丙烯酸乳液。由此，既能保证具有良好的粘结作用，且具有反应活性的羧基可以提高固化强度，固化后电极尺寸稳定性好，有利于提高采用该胶粘剂的电池的储能容量、循环次数和使用寿命。根据本专利技术的实施例，可以采用的非离子增稠剂包括羟甲基丙基纤维素。采用羟甲基丙基纤维素作为增稠剂，胶粘剂适用的pH范围较广，且采用该增稠剂固体颗粒形成的胶液pH稳定性极佳。根据本专利技术的实施例，可以采用的导电剂的具体种类步骤特别限制，本领域技术人员可以根据需要灵活选择。在本专利技术的一些实施例中，可以采用的导电剂包括炭黑。由此，可以有效提高胶粘剂的导电性，减少内阻，是采用该胶粘剂的电池输出外电路电势高。根据本专利技术的实施例，可以采用的降阻剂包括聚氧化乙烯。由此，可以有效减小液体分子间摩擦力，提高离子导电迁移率，使得离子迁移阻力更小，锂离子电导率更高。根据本专利技术的实施例，该水性胶粘剂可以包括：带有羧基的聚丙烯乳液45-65重量份；非离子增稠剂0.1-0.5重量份；导电剂3-5重量份；降阻剂0.1-0.5重量份；以及水30-57重量份。专利技术人发现，在上述配比范围内的胶粘剂具有理想的粘结性，且pH稳定性好，固化强度高，固化后电极尺寸稳定性好，在电解液中浸泡24小时胶膜的溶胀率不大于1％，以水作为介质，不含有毒的挥发性有机溶剂，物理环境友好对工人安全，采用该胶粘剂制备的锂离子动力电池具有优异的储电性能、循环性能和使用寿命。在本专利技术的另一方面，本专利技术提供了一种制备前面所述的水性胶粘剂的方法。根据本专利技术的实施例，该方法包括：将非离子增稠剂和降阻剂溶于水中，并向所得到的混合物中加入带有羧基的聚丙烯乳液和导电剂。专利技术人发现，利用该方法，能够快速有效地制备获得前面所述的水性胶粘剂，且操作简单、方便快速，成本低廉，无苛刻反应条件，对设备等无特殊要求，易于实现。另外，前面所述的水性胶粘剂的所有特征和优点均适用于该方法，在此不再一一赘述。在本专利技术的另一方面，本专利技术提供了一种电池。根据本专利技术的实施例，该电池包括前面所述的水性胶粘剂。本领域技术人员可以理解，前面所述的水性胶粘剂的所有特征和优点均适用于该方法，在此不再一一赘述。根据本专利技术的实施例，该电池的具体种类不受特别限制，本领域技术人员可以根据需要选择。在本专利技术的一些实施例中，该电池可以为锂电池，例如锂离子动力电池等。下面详细描述本专利技术的实施例，下面实施例中配方中原料用量均为重量份。实施例1配方：聚丙烯酸乳液55份,增稠剂羟甲基丙基纤维素0.23份，导电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种水性胶粘剂，其特征在于，包括：带有羧基的聚丙烯乳液；非离子增稠剂；导电剂；降阻剂；以及水。

【技术特征摘要】
1.一种水性胶粘剂，其特征在于，包括：带有羧基的聚丙烯乳液；非离子增稠剂；导电剂；降阻剂；以及水。2.根据权利要求1所述的水性胶粘剂，其特征在于，所述带有羧基的聚丙烯乳液包括聚丙烯酸乳液。3.根据权利要求1所述的水性胶粘剂，其特征在于，所述非离子增稠剂包括羟甲基丙基纤维素。4.根据权利要求1所述的水性胶粘剂，其特征在于，所述导电剂包括炭黑。5.根据权利要求1所述的水性胶粘剂，其特征在于，所述降阻剂包括聚氧化乙烯。6.根据权利要求1-5中任一项所述的水性胶粘剂，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜鲁宁，潘强，房振飞，
申请(专利权)人：北京汽车股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11