一种锂离子电池负极水系粘结组合物剂及其制备工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种锂离子电池负极水系粘结组合物剂及其制备工艺，组合物包括：亲水性单体、亲油性单体及不饱和碳链在乳化剂的作用下聚合而成，其制备方法包括：称取作为乳化剂的多元烷基盐；将乳化剂溶于水后通入保护性气体驱氧；将引化剂加入乳化剂进行均匀混合；将亲水性单体、亲油性单体及不饱和碳链混合搅拌得到混合单体；将乳化剂逐滴加入混合单体中，全部加入后持续搅拌；将最后的混合粘结剂过50到400目滤网。本发明专利技术与传统相比，通过工艺和配方的创新，改进了乳液的物化性能，改进了乳液的电性能和粘结力，提供乳液优异的延流特性，提高了粘结剂在负极表层的包覆率，使负极材料的微观有效粘结位增加，减少锂离子二次电池负极粘结剂使用量。

Lithium ion battery negative electrode water binding adhesive composition and preparation process thereof

The present invention discloses a lithium-ion battery anode water system adhesive composition and its preparation process. The composition comprises hydrophilic monomer, oleophilic monomer and unsaturated carbon chain polymerized under the action of emulsifier. The preparation method includes: weighing polyalkyl salts as emulsifiers; dissolving the emulsifier in water and passing through the emulsifier to protect the battery. Protective gas displaces oxygen; adds emulsifier to emulsifier for uniform mixing; mixes hydrophilic monomer, lipophilic monomer and unsaturated carbon chain to get mixed monomer; adds emulsifier drop by drop to the mixed monomer, all of which are added and stirred continuously; passes the final mixed binder through 50 to 400 mesh filter screen. Compared with the traditional method, the invention improves the physicochemical properties of the emulsion, improves the electric properties and cohesive force of the emulsion, provides excellent performance of the emulsion, improves the coating rate of the adhesive on the negative electrode surface, increases the effective bonding level of the negative electrode material, and reduces the negative value of the lithium ion two battery. The amount of polar binder used.

【技术实现步骤摘要】
一种锂离子电池负极水系粘结组合物剂及其制备工艺
本专利技术涉及一种电池专用粘合剂，具体说是一种改性聚丙烯稀酸酯类粘结剂。
技术介绍
锂离子二次电池自商业化以来，由于其具有高容量、循环次数多、无记忆效应、能量密度高、循环寿命长、绿色环保、使用温度范围宽、高倍率性及安全性等性能被广泛的应用到智能手机、平板电脑、蓝牙耳机、电动自行车和电动汽车等。随着科技的发展，人们对锂电池的能量密度的要求越来越高。目前，市场上用于锂电池负极材料的粘结剂主要有丁苯橡胶(SBR)/羧甲基纤维素钠(CMC)等。SBR/CMC水性粘结剂在市场上有大规模应用，但其粘结力和抑制极片膨胀的效果均有限，同体系下动力学性能较差，同时价格稍高，故使用时在一定范围内受到限制。为了解决上述问题，我们做出了一系列改进。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提供一种锂离子电池负极水系粘结组合物剂及其制备工艺，以克服现有技术所存在的上述缺点和不足。一种锂离子电池负极水系粘结组合物剂的制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：(1)称取单体混合物质量的0.1～50％的多元烷基盐溶于水中，往多元烷基盐溶液中通入保护性气体进行驱氧，搅拌至全部溶解以形成多元烷基盐溶液；(2)将引发剂加入多元烷基盐溶液进行均匀的混合搅拌；(3)将单体的质量比为0～40:30～60:70～10的亲水性单体、亲油性单体及不饱和碳链混合搅拌得到混合单体；(4)将乳化剂逐滴加入混合单体中，待乳化剂全部加入后，持续搅拌至充分反应；(5)将最后的混合粘结剂过50到400目滤网，然后用相应容器保存好，就得到所述粘结剂。进一步，所述步骤(1)的驱氧时间为2到4个小时，所述步骤(1)的搅拌温度为10到98摄氏度，所述步骤(1)的搅拌速度为20到650转/分，所述步骤(1)的搅拌时间为1到8小时。进一步，所述步骤(2)搅拌温度为10到98摄氏度，所述步骤(2)搅拌速度为20到650转/分，所述步骤(2)搅拌时间为1到8小时。进一步，所述步骤(3)搅拌温度为10到98摄氏度，所述步骤(3)搅拌速度为20到650转/分，所述步骤(3)搅拌时间为1到8小时。进一步，所述步骤(4)搅拌温度为45到98摄氏度，所述步骤(4)搅拌速度为50到650转/分，所述步骤(4)搅拌时间为0.5到10小时。一种锂离子电池负极水系粘结组合物剂的组合物，其特征在于，包括亲水性单体、亲油性单体、不饱和碳链和乳化剂组成的组合物：所述亲水性单体包括具有如下结构的单体中的至少一种的：CHR1＝CR2R3，所述R1为氢、甲基、氟取代型甲基、氯取代甲基中的一种或多种组合，所述R2为氢、甲基、氟取代型甲基、氯取代甲基中的一种或多种组合，所述R3为羧基、羧酸钠、羧酸锂、羧酸甲酯、羧酸乙酯、羧酸丙脂、羧酸丁酯、氨基甲酸脂、酰胺基、二甲基甲酰胺中的一种或多种组合；所述亲油性单体包括具有如下结构的单体中的至少一种的：CHR1＝CR2R3，所述R1为氢、甲基、氟取代型甲基、氯取代甲基中的一种或多种组合，所述R2为氢、甲基、氟取代型甲基、氯取代甲基中的一种或多种组合，所述R3为环己烷、苯环、六元环脂、氟取代型环己烷、氯取代型环己烷、氟代苯、氯取代苯中的一种或多种组合；所述不饱和碳链包括具有如下结构的单体中的至少一种的：CHR1＝CR2R3，所述R1为氢、甲基、氟取代型甲基、氯取代甲基中的一种或多种组合，所述R2为氢、甲基、氟取代型甲基、氯取代甲基中的一种或多种组合，所述R3为氢、甲基、氟取代甲基、氯取代甲基、乙基、氟取代乙基、氯取代乙基中的一种；所述乳化剂为十五烷基硫酸盐、十六烷基硫酸盐、十七烷基硫酸盐、十八烷基硫酸盐、十九烷基硫酸盐、二十烷基硫酸盐、十五烷基磺酸盐、十六烷基磺酸盐、十七烷基磺酸盐、十八烷基磺酸盐、十九烷基磺酸盐、二十烷基磺酸盐中的一种或多种组合。进一步，所述粘结组合物剂固含量为8～80％。本专利技术的有益效果：本专利技术提供一种锂离子二次电池负极粘结胶乳及其制备工艺，通过工艺和配方的创新，改进了乳液的物化性能，使得乳液用于锂离子二次电池时，提供电池优异的粘结性和电性能，从而形成能量更高性能更好的锂离子二次电池，通过此项技术的应用，减少了锂离子二次电池负极粘结剂的使用量，从而提高了产品的性价比。本产品是多元共聚的高分子类产品，粒径在150-200nm，通过共聚引入了高离子迁移率和高粘结性的基团，提升了产品的性能。通过工艺和配方的创新，改进了乳液的电性能和粘结力，提供乳液优异的延流特性，提高了粘结剂在负极表层的包覆率，使得负极材料的微观有效粘结位增加，同等情况下提升了机械粘结力，从而提供优良的终端的电池性能。附图说明图1为本专利技术与参照物的对比数据图。具体实施方式以下结合具体实施例，对本专利技术作进步说明。应理解，以下实施例仅用于说明本专利技术而非用于限定本专利技术的范围。图1为本专利技术与参照物的对比数据图。实施例1一种锂离子电池负极水系粘结组合物剂的制备工艺包括以下步骤：(1)称取单体混合物质量的15％的多元烷基盐溶于水中，往多元烷基盐溶液中通入保护性气体进行驱氧，搅拌至全部溶解以形成多元烷基盐溶液；(2)将引发剂加入多元烷基盐溶液进行均匀的混合搅拌；(3)将单体的质量比为20:40:40的亲水性单体、亲油性单体及不饱和碳链混合搅拌得到混合单体；(4)将乳化剂逐滴加入混合单体中，待乳化剂全部加入后，持续搅拌至充分反应；(5)将最后的混合粘结剂过300目滤网，然后用相应容器保存好，就得到所述粘结剂。步骤(1)的驱氧时间为3.2个小时，步骤(1)的搅拌温度为75摄氏度，步骤(1)的搅拌速度为400转/分，步骤(1)的搅拌时间为6小时。步骤(2)搅拌温度为70摄氏度，步骤(2)搅拌速度为500转/分，步骤(2)搅拌时间为5小时。步骤(3)搅拌温度为70摄氏度，步骤(3)搅拌速度为530转/分，步骤(3)搅拌时间为5小时。步骤(4)搅拌温度为70摄氏度，步骤(4)搅拌速度为500转/分，步骤(4)搅拌时间为5小时。亲水性单体、亲油性单体、不饱和碳链和乳化剂组成的组合物：本实施例中，亲水系单体为CHR1＝CR2R3：R1为甲基，R2为氢，R3为羧酸锂。亲油系单体为CHR1＝CR2R3：R1为甲基，R2为氢，R3为苯环。不饱和碳链为CHR1＝CR2R3，其中R1为氢，R2为氢，R3为甲基。最后得到的粘结组合物剂固含量为48％。其参数与参照物的对比如图1所示。实施例2一种锂离子电池负极水系粘结组合物剂的制备工艺包括以下步骤：(1)称取单体混合物质量的20％的多元烷基盐溶于水中，往多元烷基盐溶液中通入保护性气体进行驱氧，搅拌至全部溶解以形成多元烷基盐溶液；(2)将引发剂加入多元烷基盐溶液进行均匀的混合搅拌；(3)将单体的质量比为23:42:35的亲水性单体、亲油性单体及不饱和碳链混合搅拌得到混合单体；(4)将乳化剂逐滴加入混合单体中，待乳化剂全部加入后，持续搅拌至充分反应；(5)将最后的混合粘结剂过300目滤网，然后用相应容器保存好，就得到粘结剂。步骤(1)的驱氧时间为3.5个小时，步骤(1)的搅拌温度为75摄氏度，步骤(1)的搅拌速度为400转/分，步骤(1)的搅拌时间为5小时。步骤(2)搅拌温度为65摄氏度，步骤(2)搅拌速度为500转/分，步骤(2)搅拌时间为5小时。步本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种锂离子电池负极水系粘结组合物剂的制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：(1)称取单体混合物质量的0.1～50％的多元烷基盐溶于水中，往多元烷基盐溶液中通入保护性气体进行驱氧，搅拌至全部溶解以形成多元烷基盐溶液；(2)将引发剂加入多元烷基盐溶液进行均匀的混合搅拌；(3)将单体的质量比为0～40:30～60:70～10的亲水性单体、亲油性单体及不饱和碳链混合搅拌得到混合单体；(4)将乳化剂逐滴加入混合单体中，待乳化剂全部加入后，持续搅拌至充分反应；(5)将最后的混合粘结剂过50到400目滤网，然后用相应容器保存好，就得到所述粘结剂。

【技术特征摘要】
1.一种锂离子电池负极水系粘结组合物剂的制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：(1)称取单体混合物质量的0.1～50％的多元烷基盐溶于水中，往多元烷基盐溶液中通入保护性气体进行驱氧，搅拌至全部溶解以形成多元烷基盐溶液；(2)将引发剂加入多元烷基盐溶液进行均匀的混合搅拌；(3)将单体的质量比为0～40:30～60:70～10的亲水性单体、亲油性单体及不饱和碳链混合搅拌得到混合单体；(4)将乳化剂逐滴加入混合单体中，待乳化剂全部加入后，持续搅拌至充分反应；(5)将最后的混合粘结剂过50到400目滤网，然后用相应容器保存好，就得到所述粘结剂。2.根据权利要求1所述的一种锂离子电池负极水系粘结组合物剂的制备工艺，其特征在于，所述步骤(1)的驱氧时间为2到4个小时，所述步骤(1)的搅拌温度为10到98摄氏度，所述步骤(1)的搅拌速度为20到650转/分，所述步骤(1)的搅拌时间为1到8小时。3.根据权利要求1所述的一种锂离子电池负极水系粘结组合物剂的制备工艺，其特征在于，所述步骤(2)搅拌温度为10到98摄氏度，所述步骤(2)搅拌速度为20到650转/分，所述步骤(2)搅拌时间为1到8小时。4.根据权利要求1所述的一种锂离子电池负极水系粘结组合物剂的制备工艺，其特征在于，所述步骤(3)搅拌温度为10到98摄氏度，所述步骤(3)搅拌速度为20到650转/分，所述步骤(3)搅拌时间为1到8小时。5.根据权利要求1所述的一种锂离子电池负极水系粘结组合物剂的制备工艺，其特征在于，所述步骤(4)搅拌温度为45到98摄氏度，所述步骤(4)搅拌速度为50到650转/分，所述步骤(4)搅拌时间为...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱泰峰，高峰，李翔，
申请(专利权)人：上海洛法化工有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31