本申请涉及储能材料技术领域，具体讲，涉及一种粘结剂、使用该粘结剂的电化学装置和电子设备。该粘结剂包含聚合物，所述聚合物通过第一单体、第二单体、第三单体和第四单体聚合而得到；其中，所述第一单体、第二单体和第三单体各自独立地选自芳香族烯基化合物、烯属不饱和羧酸、烯属不饱和羧酸盐或烯属不饱和羧酸酯；所述第四单体选自取代或未取代的具有至少一个双键的环状化合物。本申请通过第四单体的加入能提升粘结剂的拉伸强度和粘结强度，抑制极片的体积膨胀，能使高分子聚合物产生网络结构，提升耐电解液性能，从而提高电池的循环寿命。命。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】粘结剂、使用该粘结剂的电化学装置和电子设备
[0001]本申请涉及储能材料
，具体讲，涉及一种粘结剂、使用该粘结剂的电化学装置和电子设备。
技术介绍
[0002]电化学装置，例如锂离子电池，具有能量密度高、循环寿命长、无记忆效应、自放电小、环保无公害等优点，已被广泛应用于手机、电脑、电动自行车、电动汽车等领域。近年来，随着移动电子技术的发展和对移动电子装置的需求的增加，人们对锂离子电池的性能也要求越来越高，主要体现在锂离子电池的能量密度及循环性能上。
[0003]锂离子电池在使用过程中，随着充放电循环的进行，正负极极片重复地发生锂离子的嵌入和脱出，正负极极片会发生体积膨胀，其中负极的体积膨胀尤为显著，影响锂离子电池的性能。在负极极片中，含有负极活性材料(如石墨、硅基材料)，以及粘结剂。其中，负极活性材料的体积膨胀和收缩剧烈，随着循环过程中活性材料体积的膨胀收缩，极易造成贴近集流体表层的负极活性材料层与集流体表面的分离，导致极片脱膜。这样，不仅降低了负极粘结剂的粘附性能，同时也拉大了负极活性材料颗粒间的距离，从而破坏了负极原有的粘接结构，导致电池厚度增加，循环性能恶化。为了抑制负极极片的膨胀，可通过对粘结剂进行结构设计及改进，起到抑制膨胀的作用。但是，现有的粘结剂如聚偏氟乙烯、羧甲基纤维素等，均不能很好地抑制负极极片的膨胀。
[0004]此外，现有的用于负极的粘结剂包括丁苯橡胶乳液(SBR)，常规SBR粘结剂一般通过苯乙烯与丁二烯聚合得到。然而，现有的常规SBR粘结剂，作为一种柔软性较好的高分子橡胶，当用于锂离子电池负极粘结剂时，其具有相对较低的粘结力和本体强度，不能有效抑制电池多次充放电循环过程中锂离子嵌入负极材料引起的体积膨胀。另外，SBR粘结剂与电池电解液亲和性有较大的差异，导致极性的电解液无法渗透到电极的活性材料颗粒内，由此电极界面电阻增加，这种作用导致锂离子电池循环过程中的膨胀较大，电池循环寿命短。
[0005]因此，提供一种粘结力强、能够有效抑制电极极片的膨胀的粘结剂，进而改善进锂离子电池的循环性能，是非常重要的研究方向，也是市场的迫切需求。
技术实现思路
[0006]本申请的首要申请目的在于提出一种粘结剂。
[0007]本申请的第二申请目的在于提出一种使用该粘结剂的电化学装置和电子设备。
[0008]为了完成本申请的目的，采用的技术方案为：
[0009]本申请涉及一种粘结剂，包含聚合物，所述聚合物通过第一单体、第二单体、第三单体和第四单体聚合得到；
[0010]其中，所述第一单体、第二单体和第三单体各自独立地选自芳香族烯基化合物、烯属不饱和羧酸、烯属不饱和羧酸盐或烯属不饱和羧酸酯，且所述第一单体、第二单体和第三单体各不相同；
[0011]所述第四单体包括取代或未取代的具有至少一个双键的环状化合物。
[0012]优选的，所述第四单体包括取代或未取代的具有至少两个双键的环状化合物。
[0013]优选的，所述具有至少两个双键的环状化合物包括环状二烯；或者，
[0014]至少一种含芳族环的二烯、至少一种含非芳族的环状二烯；或者，
[0015]至少一种非芳族的单环二烯、至少一种非芳族的多环二烯。
[0016]优选的，所述第四单体包括取代或未取代的环状烯烃，所述取代或未取代的环状烯烃的碳原子数为5至30，优选为5至20，进一步优选为5至12，进一步优选为5至8。
[0017]优选的，所述第四单体包括环戊二烯、烷基环戊二烯、环己二烯、烷基环己二烯、环庚二烯、烷基环庚二烯、环辛二烯或烷基环辛二烯中的至少一种。更优选的，所述第四单体包括环戊二烯、烷基环戊二烯、环己二烯或烷基环己二烯中的至少一种。
[0018]其中，所述烷基环戊二烯、烷基环己二烯、烷基环庚二烯、烷基环辛二烯中的烷基各自独立的分别包括碳原子数为1至12的烷基，优选为碳原子数为1至6的烷基，更优选为碳原子数为1至3的烷基。
[0019]其中，所述烷基环戊二烯、烷基环己二烯、烷基环庚二烯、烷基环辛二烯中的烷基各自独立的分别包括被一个或更多个杂原子或者一个或更多个含杂原子的基团取代的烷基。
[0020]优选的，所述第四单体包括环戊二烯、甲基环戊二烯、乙基环戊二烯、丙基环戊二烯、环己二烯、甲基环己二烯或乙基环己二烯中的至少一种。更优选的，所述第四单体包括环戊二烯、甲基环戊二烯或环己二烯中的至少一种。
[0021]其中，所述环己二烯包括1,3
‑
环己二烯或1,4
‑
环己二烯，优选为1,3
‑
环己二烯。
[0022]优选的，所述第一单体包括芳香族烯基化合物，所述第二单体包括烯属不饱和羧酸或烯属不饱和羧酸盐，所述第三单体包括烯属不饱和羧酸酯。
[0023]优选的，所述芳香族烯基化合物包括芳香族乙烯基化合物。
[0024]优选的，所述芳香族烯基化合物包括苯乙烯、α
‑
甲基苯乙烯、二乙烯基苯、叔丁基苯乙烯、对甲基苯乙烯、对乙基苯乙烯、1,1－二苯基乙烯、乙烯基萘、乙烯基蒽或乙烯基吡啶中的至少一种。更优选的，所述芳香族烯基化合物包括苯乙烯、α
‑
甲基苯乙烯或二乙烯基苯中的至少一种。
[0025]优选的，所述烯属不饱和羧酸或烯属不饱和羧酸盐包括丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸锂、丙烯酸钾、丙烯酸钠、甲基丙烯酸锂、甲基丙烯酸钾或甲基丙烯酸钠中的至少一种。
[0026]优选的，所述烯属不饱和羧酸酯包括丙烯酸烷基酯或甲基丙烯酸烷基酯。更优选的，所述烯属不饱和羧酸酯包括碳原子数为1至10的烷基(C1至C
10
烷基)丙烯酸酯或碳原子数为1至10的烷基(C1至C
10
烷基)甲基丙烯酸酯。
[0027]优选的，所述烯属不饱和羧酸酯包括丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸异丙脂、丙烯酸正丁酯、丙烯酸己酯、丙烯酸庚酯、丙烯酸2
‑
异辛酯、丙烯酸月桂酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸正丙酯、甲基丙烯酸异丙脂或甲基丙烯酸2
‑
异辛酯中的至少一种。
[0028]优选的，所述第四单体在所述聚合物中所占的质量比为0.5％至10％，优选为0.5％至8％，进一步优选为1％至8％。
[0029]优选的，所述第一单体在所述聚合物中所占的质量比为5％至45％，优选为10％至
45％；
[0030]所述第三单体在所述聚合物中所占的质量比为5％至44.5％，优选为10％至44.5％；
[0031]所述第二单体在所述聚合物中所占的质量比为0.5％至89.5％，优选为1.5％至79.5％。
[0032]本申请的粘结剂聚合物结构简单，本领域技术人员可以根据其结构很容易地进行制备。其制备过程简单、易于控制、可行性高，且对环境污染少，适合工业化规模生产。
[0033]具体地，本申请所述的粘结剂可以通过如下方法进行制备：
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【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种粘结剂，其特征在于，包含聚合物，所述聚合物通过第一单体、第二单体、第三单体和第四单体聚合得到；其中，所述第一单体、第二单体和第三单体各自独立地选自芳香族烯基化合物、烯属不饱和羧酸、烯属不饱和羧酸盐或烯属不饱和羧酸酯，且所述第一单体、第二单体和第三单体各不相同；所述第四单体包括取代或未取代的具有至少一个双键的环状化合物。2.根据权利要求1所述的粘结剂，其特征在于，所述第四单体包括取代或未取代的具有至少两个双键的环状化合物。3.根据权利要求2所述的粘结剂，其特征在于，所述具有至少两个双键的环状化合物包括环状二烯；或者，至少一种含芳族环的二烯、至少一种含非芳族的环状二烯；或者，至少一种非芳族的单环二烯、至少一种非芳族的多环二烯。4.根据权利要求3所述的粘结剂，其特征在于，所述环状二烯包括环戊二烯、烷基环戊二烯、环己二烯、烷基环己二烯、环庚二烯、烷基环庚二烯、环辛二烯或烷基环辛二烯中的至少一种。5.根据权利要求1所述的粘结剂，其特征在于，所述第四单体在所述聚合物中所占的质量比为0.5％至10％。6.根据权利要求1所述的粘结剂，其特征在于，所述第一单体包括芳香族烯基化合物，所述第二单体包括烯属不饱和羧酸或烯属不饱和羧酸盐，所述第三单体包括烯属不饱和羧酸酯。7.根据权利要求6所述的粘结剂，其特征在于，所述芳香族烯基化合物包括苯乙烯、α
‑
甲基苯乙烯、二乙烯基苯、叔丁基苯乙烯、对甲基苯乙烯、对乙基苯乙烯、1,1－二苯基乙烯、乙烯基...
【专利技术属性】
技术研发人员：李嘉文，石长川，张青文，
申请(专利权)人：宁德新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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