一种锂离子电池用聚酰胺酰亚胺粘结剂及电极极片，涉及锂离子电池材料领域。粘结剂中含有如下结构通式的聚酰胺酰亚胺共聚物：其中：n:m＝30:70～95:5；R1为衍生自含2～16个碳原子的脂肪族氨基酸的单元；R3为衍生自含4～24个碳原子的脂肪族二元羧酸的单元；R2和R4相同或不同，选自衍生自对苯二胺、间苯二胺、邻苯二胺等单元。电极极片包含：上述的粘结剂1～8份，电极活性材料92～99份。本发明专利技术的粘结剂具有较强的粘结强度和柔韧性，能保证所制得的电池极片的力学性能。池极片的力学性能。
【技术实现步骤摘要】
锂离子电池用聚酰胺酰亚胺粘结剂及电极极片
[0001]本专利技术涉及锂离子电池材料领域，特别是涉及锂离子电池用聚酰胺酰亚胺粘结剂和电池极片。
技术介绍
[0002]锂离子电池作为一种清洁能源，广泛地应用于各类电子设备和电动车等产品。作为锂电池组成材料的一员，电极粘结剂用量虽少，却保证了电极片良好的机械性和加工性，维持电极在充放电过程中导电网络的完整性，对锂离子电池电极的电化学性能有重要影响。
[0003]目前，锂离子电池中使用最广泛的粘结剂为聚偏氟乙烯(PVDF)和丙烯酸类聚合物(PAA)。然而，其存在一系列明显的不足。例如，PVDF的粘结作用力为主要来源于弱范德华力的界面作用，难以有效维持电极结构的完整，而且在充放电循环过程和高温工作中PVDF容易产生降解或其它副反应，造成电极塌陷。而PAA在常温下脆性较大，容易导致涂布极片开裂，加工性能差。
[0004]聚酰亚胺是一类高性能特种工程塑料，具有优秀的机械强度、相对较好的粘结性、突出的耐热性和耐化学腐蚀性能。因此，近年来将聚酰亚胺及其衍生物用作电极粘结剂的报道逐渐增多。已有专利申请201910004723.1公开了一种同时含有-SO
2-、-CF
3-、-CO-和-O-四种基团的锂离子电池正极用聚酰亚胺粘结剂，其不易随着电池充放电循环而降解且对电解液的浸润性好，所制备的锂离子电池阻抗低、电化学性能稳定。但其为全芳香结构，链段柔顺性较差，粘结剂与集流体之间的界面浸润程度低，导致其粘结性能较差；而且聚合物原材料成本高昂，难以实现产业化。专利申请201911152090.5公开一种含有聚酰胺酰亚胺化合物的电极粘结剂，可改善电池寿命和使用安全性，但因聚酰胺酰亚胺为全芳香结构，链段刚性高，影响与集流体间的粘附性；而且所使用的聚酰胺酰亚胺由聚酰胺-酰胺酸高温脱水制备，酰亚胺化可能不完全，造成在使用过程中聚酰胺酸关环脱出水分子，对粘结剂的粘着力不利。
技术实现思路
[0005]本专利技术的目的在于提供一种锂离子电池用电极粘结剂，具有高的剥离强度和柔韧性。
[0006]本专利技术的另一目的在于提供一种锂离子电池电极极片，可保持电池在循环充放电后的电极结构的完整，提高容量保持率，改善电池寿命和提高使用安全性。
[0007]本专利技术的目的可以这样实现，设计一种锂离子电池用聚酰胺酰亚胺粘结剂，按粘结剂总重量100份计，粘结剂中含有1～99份如下结构通式的聚酰胺酰亚胺共聚物：
[0008][0009]其中：n和m表示聚合度，n:m＝30:70～95:5；R1为衍生自含2～16个碳原子的脂肪族氨基酸的单元；R3为衍生自含4～24个碳原子的脂肪族二元羧酸的单元；R2和R4相同或不同，选自衍生自对苯二胺、间苯二胺、邻苯二胺、4,4
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二氨基二苯甲烷、4,4
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二氨基二苯醚、4,4
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二氨基二苯砜、4,4
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二氨基联苯、4,4
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二氨基二苯甲酮、2,2-双[4-(4-氨基苯氧基)苯]丙烷、2,2
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双(三氟甲基)二氨基联苯、5-氨基-2-(4-氨基苯基)苯并咪唑的芳香族二元胺的单元。
[0010]进一步地，聚酰胺酰亚胺共聚物的氨基含量为30～200mol/吨；羧基含量为30～300mol/吨。
[0011]更进一步地，聚酰胺酰亚胺共聚物的氨基含量为30～80mol/吨；羧基含量为50～120mol/吨。
[0012]更进一步地，n:m＝60:40～80:20。
[0013]进一步地，脂肪族氨基酸选自甘氨酸、丙氨酸、亮氨酸、3-氨基-4-甲基戊酸、4-氨基丁酸、6-氨基己酸、7-氨基庚酸、8-氨基辛酸、2-氨基癸酸、氨基十一烷酸、2-氨基十六烷酸中的任意一种。
[0014]进一步地，脂肪族二元羧酸选自己二酸、3-丁基戊二酸、苹果酸、1,4-环己二甲酸、辛二酸、1,10-癸二酸、1,12-十二碳二酸、十五烷二酸中的任意一种。
[0015]进一步地，芳香族二元胺选自对苯二胺、4,4
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二氨基二苯甲烷、4,4
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二氨基二苯醚、4,4
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二氨基二苯甲酮中的任意一种。
[0016]进一步地，按粘结剂总重量100份计，还包含1～49份聚合物助剂：聚偏氟乙烯、丁苯橡胶、聚丙烯酸、聚酰亚胺、聚酰胺、聚酰胺酸、聚丙烯酸酯、聚四氟乙烯、羧甲基纤维素中的一种或多种。
[0017]进一步地，按粘结剂总重量100份计，还包含1～99份导电物质：导电炭黑、导电石墨、改性导电石墨、金属粒子、科琴黑、碳纳米管、导电聚合物中的一种或多种。
[0018]一种锂离子电池电极极片，按重量份计，包含以下组分：上述任一项所述的电极用粘结剂1～8份，电极活性材料92～99份。
[0019]本专利技术具有较强的粘结强度和柔韧性，能保证所制得的电池极片的力学性能，可保持电池在循环充放电后的电极结构的完整，提高容量保持率，改善电池寿命和提高使用安全性。而且其制备过程和制备条件简单，所用的原料价格成本低廉，适合大规模工业化，具有实际的应用价值。
具体实施方式
[0020]以下结合实施例对本专利技术作进一步的描述。
[0021]一种锂离子电池用聚酰胺酰亚胺粘结剂，按粘结剂总重量100份计，所述粘结剂中含有1～99份如下结构通式的聚酰胺酰亚胺共聚物：
[0022][0023]其中：n和m表示聚合度，n:m＝30:70～95:5；R1为衍生自含2～16个碳原子的脂肪族氨基酸的单元；R3为衍生自含4～24个碳原子的脂肪族二元羧酸的单元；R2和R4相同或不同，选自衍生自对苯二胺、间苯二胺、邻苯二胺、4,4
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二氨基二苯甲烷、4,4
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二氨基二苯醚、4,4
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二氨基二苯砜、4,4
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二氨基联苯、4,4
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二氨基二苯甲酮、2,2-双[4-(4-氨基苯氧基)苯]丙烷、2,2
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双(三氟甲基)二氨基联苯、5-氨基-2-(4-氨基苯基)苯并咪唑的芳香族二元胺的单元。
[0024]所述的聚酰胺酰亚胺共聚物的氨基含量为30～200mol/吨，优选30～80mol/吨；羧基含量为30～300mol/吨，优选50～120mol/吨。
[0025]端基的含量是根据聚合方法调控的。
[0026]优选的，所述的聚酰胺酰亚胺共聚物n:m＝60:40～80:20。
[0027]优选的，所述的脂肪族氨基酸选自甘氨酸、丙氨酸、亮氨酸、3-氨基-4-甲基戊酸、4-氨基丁酸、6-氨基己酸、7-氨基庚酸、8-氨基辛酸、2-氨基癸酸、氨基十一烷酸、2-氨基十六烷酸中的任意一种，优选2-氨基癸酸、氨基十一烷酸。
[0028]优选的，所述的脂肪族二元羧酸选自己二酸、3-丁基戊二酸、苹果酸、1,4-环己二甲酸、辛二酸、1,10-癸二酸、1,12-十本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种锂离子电池用聚酰胺酰亚胺粘结剂，其特征在于，按粘结剂总重量100份计，含有1～99份如下结构通式的聚酰胺酰亚胺共聚物：其中：n和m表示聚合度，n:m＝30:70～95:5；R1为衍生自含2～16个碳原子的脂肪族氨基酸的单元；R3为衍生自含4～24个碳原子的脂肪族二元羧酸的单元；R2和R4相同或不同，选自衍生自对苯二胺、间苯二胺、邻苯二胺、4,4
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二氨基二苯甲烷、4,4
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二氨基二苯醚、4,4
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二氨基二苯砜、4,4
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二氨基联苯、4,4
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二氨基二苯甲酮、2,2-双[4-(4-氨基苯氧基)苯]丙烷、2,2
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双(三氟甲基)二氨基联苯、5-氨基-2-(4-氨基苯基)苯并咪唑的芳香族二元胺的单元。2.根据权利要求1所述的锂离子电池用聚酰胺酰亚胺粘结剂，其特征在于：聚酰胺酰亚胺共聚物的氨基含量为30～200mol/吨；羧基含量为30～300mol/吨。3.根据权利要求2所述的锂离子电池用聚酰胺酰亚胺粘结剂，其特征在于：聚酰胺酰亚胺共聚物的氨基含量为30～80mol/吨；羧基含量为50～120mol/吨。4.根据权利要求1所述的锂离子电池用聚酰胺酰亚胺粘结剂，其特征在于：n:m＝60:40～80:20。5.根据权利要求1所述的锂离子电池用聚酰胺酰亚胺粘结剂，其特征...
【专利技术属性】
技术研发人员：周竹欣，钱超，路广明，张艺，岳敏，
申请(专利权)人：中山大学，
类型：发明
国别省市：
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