一种正极水性粘结剂和正极浆料制造技术

本发明专利技术涉及水系离子电池技术领域，尤其涉及一种正极水性粘结剂和正极浆料。本发明专利技术提供的正极水性粘结剂，按重量份计，包括以下组分：聚乙烯醇0.1～25重量份；聚氧化乙烯0.1～25重量份；丙烯酸类聚合物分散液40～90重量份。本发明专利技术中所述正极水性粘结剂可以提高活性物质与集流体的粘附能力，不易发生剥离，提高了极片的导电率和循环寿命。

A Cathode Water Binder and Cathode Slurry

The invention relates to the technical field of water-based ion batteries, in particular to a positive water binder and a positive paste. The positive polar water-borne binder provided by the invention comprises the following components by weight: polyvinyl alcohol 0.1-25 weight parts; polyethylene oxide 0.1-25 weight parts; acrylic polymer dispersion 40-90 weight parts. The positive polar water-borne binder in the invention can improve the adhesion ability of the active substance to the collecting fluid, is not easy to peel off, and improves the conductivity and cycle life of the electrode sheet.

【技术实现步骤摘要】
一种正极水性粘结剂和正极浆料
本专利技术涉及水系离子电池
，尤其涉及一种正极水性粘结剂和正极浆料。
技术介绍
水系离子电池采用中性或近中性无机盐水溶液作为电解液，安全性高，正极和负极采用离子嵌入脱出的方式进行电能的储存和释放，使水系离子电池具有较高的循环寿命。水系离子电池所具备的上述优点使其适用于储能领域。现有的采用涂布方式制备水系离子电池的过程中，多采用聚偏氟乙烯作为主要的粘结剂制备正极片，但所述正极片在烘干过程中易卷曲收缩，在辊压、电池制备和充放电循环过程中会出现活性物质与集流体之间的剥离。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种能够使正极片在烘干过程中不易卷曲收缩，在辊压、电池制备和充放电循环过程中不会使活性物质与集流体之间剥离的水性粘结剂和正极浆料。为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：本专利技术提供了一种正极水性粘结剂，按重量份计，包括以下组分：聚乙烯醇0.1～25重量份聚氧化乙烯0.1～25重量份丙烯酸类聚合物分散液40～90重量份。优选的，所述正极水性粘结剂，按重量份计，包括以下组分：聚乙烯醇5～20重量份聚氧化乙烯5～20重量份丙烯酸类聚合物分散液65～80重量份。优选的，所述聚乙烯醇的醇解度为78％～98％。优选的，所述聚氧化乙烯的分子量为1×105～1×106。优选的，所述丙烯酸类聚合物分散液中的丙烯酸类聚合物为聚丙烯酸、丙烯腈多元共聚物、丙烯酸酯多元共聚物和聚丙烯酰胺中的一种或几种。优选的，所述丙烯酸类聚合物分散液的固含量为3％～40％。本专利技术还提供了一种正极浆料，包括正极材料、导电剂、粘结剂和溶剂；所述粘结剂为上述正极水性粘结剂；所述正极材料的质量、导电剂的质量和粘结剂中聚乙烯醇、聚氧化乙烯和丙烯酸类聚合物的总质量的比值为(90～94)：(3.5～4.5)：(3.5～4.5)。优选的，所述导电剂为SP、SP-Li、CNT、KS-6、KS-15和石墨烯中的一种或几种。优选的，所述正极材料为锰酸锂、磷酸铁锂、钴酸锂和锰酸钠中的一种或几种。优选的，所述正极浆料的固含量为40％～65％，黏度为8000～15000mPa·s。本专利技术提供了一种正极水性粘结剂，按重量份计，包括以下组分：聚乙烯醇0.1～25重量份；聚氧化乙烯0.1～25重量份；丙烯酸类聚合物分散液40～90重量份。本专利技术所述的正极水性粘结剂可以提高活性物质与集流体的粘附能力，不易发生剥离，提高了极片的导电率和循环寿命。附图说明图1为实施例1制备得到的正极极片与对比例1极片的循环性能对比图；图2为实施例2制备得到的正极极片与对比例2极片的循环性能对比图。具体实施方式本专利技术提供了一种正极水性粘结剂，按重量份计，包括以下组分：聚乙烯醇0.1～25重量份聚氧化乙烯0.1～25重量份丙烯酸类聚合物分散液40～90重量份。在本专利技术中，若无特殊说明，所有原料组分均为本领域技术人员熟知的市售产品。按重量份计，在本专利技术中，所述正极水性粘结剂包括0.1～25重量份的聚乙烯醇，优选为5～20重量份，更优选为8～12重量份。在本专利技术中，所述聚乙烯醇的醇解度优选为78％～98％，更优选为80％～90％，最优选为84％～86％。在本专利技术中，所述聚乙烯醇为辅助粘结剂，增强正极活性物质与导电剂颗粒之间粘结性。按重量份计，在本专利技术中，所述正极水性粘结剂包括0.1～25重量份的聚氧化乙烯，优选为5～20重量份，更优选为8～12重量份。在本专利技术中，所述聚氧化乙烯的分子量优选为1×105～1×106，更优选为2×105～8×105，最优选为4×105～6×105。在本专利技术中，所述聚氧化乙烯为助分散剂和成膜剂，提升正极浆料稳定性防止沉降，同时在涂布过程中促进成膜增强涂布后极片的柔韧性。按重量份计，在本专利技术中，所述正极水性粘结剂包括40～90重量份的丙烯酸类聚合物分散液，优选为65～80重量份，更优选为70～75重量份。在本专利技术中，所述丙烯酸类聚合物分散液的分散剂优选为水；所述丙烯酸类聚合物分散液的固含量优选为3％～40％，更优选为10％～40％，最优选为15％～39％；在本专利技术中，所述丙烯酸类聚合物分散液中丙烯酸类聚合物优选为聚丙烯酸、丙烯腈多元共聚物、丙烯酸酯多元共聚物和聚丙烯酰胺中的一种或几种；当所述丙烯酸类聚合物为上述具体物质中的两种以上时，本专利技术对所述具体物质的配比没有任何特殊的限定，按任意配比进行混合即可。在本专利技术具体实施例中，所述丙烯酸类聚合物可以具体的为LA133或ME1209。在本专利技术中，所述丙烯酸类聚合物分散液为主要粘结剂，起正极各组分间以及正极与集流体间粘结作用。本专利技术还提供了一种正极浆料，包括正极材料、导电剂、粘结剂和溶剂；所述粘结剂为上述正极水性粘结剂。在本专利技术中，所述正极材料优选为锰酸锂、磷酸铁锂、钴酸锂和锰酸钠中的一种或几种；当所述正极材料为上述具体物质中的两种以上时，本专利技术对所述具体物质的比例没有任何特殊的限定，按任意比例进行混合即可。在本专利技术中，所述导电剂优选为SP、SP-Li、CNT、KS-6、KS-15和石墨烯中的一种或几种；当所述导电剂为上述具体物质中的两种以上时，本专利技术对所述具体物质的比例没有任何特殊的限定，按任意比例混合即可。在本专利技术中，所述溶剂优选为水。在本专利技术中，所述正极材料的质量、导电剂的质量和粘结剂中聚乙烯醇、聚氧化乙烯和丙烯酸类聚合物的总质量的比值为(90～94)：(3.5～4.5)：(3.5～4.5)，更优选为(91～93)：(3.8～4.2)：(3.8～4.2)。在本专利技术中，所述正极浆料的固含量优选为40％～65％，更优选为45％～60％，最优选为50％～55％。本专利技术还提供了所述的正极浆料的制备方法，包括以下步骤：将正极材料、导电剂、粘结剂和溶剂混合，得到正极浆料。在本专利技术中，所述正极材料、导电剂、粘结剂的用量优选按照上述技术方案进行选择；本专利技术对于所述水的用量没有特殊的限定，优选能够使正极浆料的固含量保持在40％～65％、黏度保持在8000～15000mPa·s即可。在本专利技术中，所述溶剂优选分为两部分使用，一部分与粘结剂混合制备得到粘结剂溶液，剩余一部分溶剂与正极材料、导电剂和粘结剂溶液混合，得到正极浆料；本专利技术对于两部分溶剂的配比关系没有特殊的限定，能够保证各组分充分溶解、混合均匀即可。在本专利技术中，所述正极浆料的制备方法优选包括以下步骤：将聚乙烯醇与部分溶剂混合，得到聚乙烯醇溶液；将所述聚乙烯醇溶液依次与聚氧化乙烯粉末和丙烯酸类聚合物分散液混合，得到粘结剂溶液；将所述粘结剂溶液依次与导电剂进行第一步混合，然后将所得物料与正极材料进行第二步混合，最后将所得物料与剩余溶剂进行第三步混合，得到正极浆料。在本专利技术中，所述聚乙烯醇与溶剂混合的温度优选为70～100℃，更优选为80～90℃；本专利技术对所述聚乙烯醇与溶剂混合的混合方式和混合时间没有任何特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的混合方式和混合时间达到聚乙烯醇充分溶解的目的即可。在本专利技术中，所述聚乙烯醇溶液中聚乙烯醇的质量浓度优选为0.1％～5％，更优选为2％～4％。在本专利技术中，所述聚乙烯醇溶液依次与聚氧化乙烯粉末、丙烯酸类聚合物分散液的混合，优选在球磨或搅拌的条件下进行；本专利技术对所述球磨或搅拌没有任何特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的球磨或搅拌本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种正极水性粘结剂，按重量份计，包括以下组分：聚乙烯醇              0.1～25重量份聚氧化乙烯            0.1～25重量份丙烯酸类聚合物分散液  40～90重量份。

【技术特征摘要】
1.一种正极水性粘结剂，按重量份计，包括以下组分：聚乙烯醇0.1～25重量份聚氧化乙烯0.1～25重量份丙烯酸类聚合物分散液40～90重量份。2.如权利要求1所述的正极水性粘结剂，其特征在于，所述正极水性粘结剂，按重量份计，包括以下组分：聚乙烯醇5～20重量份聚氧化乙烯5～20重量份丙烯酸类聚合物分散液65～80重量份。3.如权利要求1或2所述的正极水性粘结剂，其特征在于，所述聚乙烯醇的醇解度为78％～98％。4.如权利要求1或2所述的正极水性粘结剂，其特征在于，所述聚氧化乙烯的分子量为1×105～1×106。5.如权利要求1或2所述的正极水性粘结剂，其特征在于，所述丙烯酸类聚合物分散液中的丙烯酸类聚合物为聚丙烯酸、丙烯腈多元共聚物、丙烯酸酯多元共聚物和聚丙烯酰胺中的一种或几种。6.如权利要求1或...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄飞，孙文彬，车勇，董磊，戴翔，韩吉伟，
申请(专利权)人：恩力能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：河北,13