胶粘剂、它的制备方法及应用该胶粘剂制备的锂离子二次电池技术

技术编号:3262652 阅读:162 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
本发明专利技术公开了一种胶粘剂、它的制备方法及应用该胶粘剂制备的锂离子二次电池,其中胶粘剂,按重量份计,合成丁苯橡胶16~20份,天然丁苯橡胶12~14份、大白油1.4~1.6份、抗氧化剂0.65~1.0份、溶剂95~110份。优选地,所述合成丁苯橡胶是油酸丁苯橡胶,所述天然丁苯橡胶是松香丁苯橡胶。本发明专利技术还公开了上述胶粘剂的制备方法及采用该胶粘剂的锂离子电池。出的负极极片不易出现裂纹和掉料现象,而且解决了水性负极通常碰到的粘辊现象。由这种SBR制备的浆料和负极集流体(铜箔)之间的粘接强度明显增加,而且用量较平常的配方要少,提高了极片的压实比,负极极片制得的锂电池在保证了活性物质(石墨)的克容量发挥的同时,内阻小和优秀的循环性能,能够进行多次充放电。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种锂二次电池负极极片的胶粘剂、它的制备方法及应用 该胶粘剂制备的电池。
技术介绍
锂离子电池是一种大容量、高功率、放电电压高的电池,其主要应用 于小型设备上,特别是移动电话、手提电脑、便携式电动工具。锂离子电 池一般是由电池盖板组件、电池壳体、电解液以及由正、负极极片和隔膜 纸巻绕成的电池单元组成。其中正极活性物质均匀地涂在正极极片上,负 极活性物质也相应地均匀地涂在负极极片上面。近年来,锂离子电池的研究和开发取得了可喜的成绩,特别是负极性 能的改善和电解质体系的开发都取得了很大成果,但锂离子电池的安全性 能及电池容量提升等的研究显得相对滞后,已成为制约锂离子电池市场和 应用领域拓展的瓶颈。这主要是由于极片中的胶粘剂在时间长了之后发生 老化或者在刚开始制作极片的时候本身粘接力不够强,使得活性物质和集 流体分开,刺穿隔膜纸,造成短路。目前锂离子电池水性负极极片一般都是用SBR (天然橡胶加溶剂)丁 苯橡胶)作为粘结剂的,迫切需要开发新的胶粘剂技术,以解决水性负极 极片容易出现掉料,粘辊等问题。
技术实现思路
本专利技术的目的就是针对现有技术的上述问题,提供一种易于涂布、克 服裂纹、掉料现象、且能保持优异电学性能的胶粘剂、它的制备方法及应 用该胶粘剂制备的电池。为实现上述目的,本专利技术采用了以下技术方案一种胶粘剂,含有合成丁苯橡胶、天然丁苯橡胶、大白油、抗氧化剂 和溶剂。按重量份计,合成丁苯橡胶16 20份,天然丁苯橡胶12~14份、大白油1.4 1.6份、抗氧化剂0.65 1.0份、溶剂95 110份。所述合成丁苯橡胶是油酸丁苯橡胶,所述天然丁苯橡胶是松香丁苯橡胶。所述抗氧化剂是2, 6—二叔丁基对甲酚。 还包括增塑剂二甘醇二苯甲酸酯。 按重量份计,增塑剂1.9 2.1份。 上述胶粘剂的制作方法,包括如下步骤(4) 对合成丁苯橡胶和天然丁苯橡胶分开单独进行塑炼,待合成丁苯橡 胶和天然丁苯橡胶处于熔融状态后,再进行混炼,使其混合均匀;(5) 再加入称量的其它成份,使其混合均匀。(6) 步骤(2)所述的混合是在75 8(TC的温度下搅拌5 6h制得。 一种锂离子电池,包括负极片,负极片上涂有负极活性物质,按重量份计,所述负极活性物质的浆料配比为石墨FSN-1:导电剂SFG-6:胶粘齐U: CMC:溶齐U-99 102: 2 2.2: 4 4,3: 1 1.7: 92~95,其中胶粘剂采用前述胶粘剂。所述负极活性物质为石墨FSN-1:导电剂SFG-6:胶粘剂CMC: 溶剂=100: 2.12: 4.23: 1.59: 94。采用上述技术方案,本专利技术有益的技术效果在于虽然天然橡胶(如松香丁苯橡胶)的粘接性能最好,但天然橡胶的最 大弱点是易于老化、成本高,分子链断开使强度下降,而合成丁苯橡胶(油 酸丁苯橡胶)的分子链断开可产生交联。当天然丁苯橡胶和合成丁苯橡胶 共存时,如受到氧化,虽部分分子链断开,但又发生了交联反应,所以对 于整体来说,粘接性能并未受到实质性的影响。而且降低了生产成本。.当天然丁苯橡胶和合成丁苯橡胶(特别是松香丁苯橡胶和油酸丁苯橡 胶)并用时,可促进胶粘剂和聚合物的相互溶解,由于丁苯橡胶分子间滑 动小,所以通过本专利技术的适当配比,可控制快粘性,剥离力和持粘力,达 到使用的满意效果。结合下面将要详述的实施例,极片的最大拉力得到了较大的提高,极 片的失重率得到了大幅的下降,显示出较好的粘结性能。同时根据循环放 电容量曲线,显示出较好的电池循环特性。电池的整体性能得到了很大的改善。综上所述,选择天然丁苯橡胶和合成丁苯橡胶合并使用,不仅提高了 粘合剂的持粘性和耐老化行,而且降低了生产成本。附图说明图1是根据实验例一制成18650电池的1C循环放电容量曲线。 图2是根据实验例一制成的负极极片的拉升实验曲线。 图3是根据实验例一制成的负极极片失重率数据。具体实施方式实施例胶粘剂的制作方法,包括如下步骤(1) 将称量油酸丁苯橡胶和松香丁苯橡胶分开单独进行塑炼,待油酸 丁苯橡胶和松香丁苯橡胶处于熔融状态后,再进行混炼,使其混 合均匀;(2) 再加入称量(见后面的实验例1-7)的增塑剂二甘醇二苯甲酸酯、大 白油、抗氧化剂2, 6—二叔丁基对甲酚和溶剂油120,在75~80°C 的温度下搅拌5 6h,使其混合均匀。负极浆料的制备负极浆料包括石墨FSN-1、导电剂SFG-6、胶粘 剂、CMC (羧甲基纤维素钠)、水(H20)作为溶剂,其制备方法包括如 下步骤第一步把溶剂按3: 7分成两分,分别和CMC混合搅拌配置成胶; 第二步把石墨和导电剂干混一小时,静置两小时;第三步先后用10%和55%步骤一所配制的胶分两步和石墨与导电剂的混粉混合搅拌一小时,使其混合均匀;第四步加入按上述方法制备的胶粘剂,搅拌30分钟;第五步加入剩余的步骤一所配制的胶搅拌80分钟,抽真空20分钟,即可涂布。将配制的负极浆料涂布在负极片上、经烘干后即可进行拉升实验,测 试负极片的最大拉力强度和极片失重率。电池100次循环后容量保持率的测试采用LiFeP04材料作为正极,采用根据下面各实验例中配制的负极材料作为负极,制得18650型号电池。 电池使用5A电流充电,IOA电流放电,即先5A充电至4.2V电压,之后 4.2V恒压充电至电流小于30mA,放电电流为IOA,放电至电压为2.75V 停止。测试电池100次循环后容量保持率。实验例1 胶粘剂的配比油酸丁苯橡胶松香丁苯橡胶增塑剂大白油抗氧化剂溶剂=18: 14: 2.0: 1.5: 0. 75: 100 负极浆料的配比FSN-1 (石墨):SFG-6 (导电剂):SBR: CMC:溶剂=跳2.12: 4.23: 1.59: 94按照上述实施例的方法制备的负极片和电池的测试结果图1是本专利技术实验例1制成18650电池的1C循环放电容量曲线。图2是本专利技术实验例1是本专利技术制成的负极极片的拉伸实验曲线。为了测试更准确,图中给出了三个采用上述方法制备的样本电池的拉伸实验曲线。图3是本专利技术实验例l制成负极极片的失重率数据。同样,为了测试 准确,取六个样本进行测试6次,给出了六组数据。实验例2胶粘剂的配比-油酸丁苯橡胶松香丁苯橡胶增塑剂大白油抗氧化剂溶剂=16: 12: 1.9: 1.4: 0.65: 95 负极浆料的配比FSN-1 (石墨):SFG-6 (导电剂):SBR (胶粘剂):CMC:溶剂二99: 2: 4: 1: 92按照上述实施例的方法制备的负极片和电池的测试结果100次循环后容量保持率为96. 78%,拉升实验最大拉力为0.393牛顿,极片失重率为 20. 14%。实验例3胶粘剂的配比油酸丁苯橡胶松香丁苯橡胶增塑剂大白油抗氧化剂溶剂二20: 12: 1.9: 1.4: 0.65: 95负极浆料的配比 ,FSN-1 (石墨):SFG-6 (导电剂):SBR (胶粘剂):CMC:溶剂二102: 2: 4: 1: 92按照上述实施例的方法制备的负极片和电池的测试结果100次循环后容量保持率为96. 78%,拉升实验最大拉力为0.393牛顿,极片失重率为 20. 14%。实验例4胶粘剂的配比油酸丁苯橡胶松香丁苯橡胶增塑剂大白油抗氧化剂溶剂=20本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种胶粘剂,其特征在于:含有合成丁苯橡胶、天然丁苯橡胶、大白油、抗氧化剂和溶剂。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:黄伟鹏
申请(专利权)人:深圳市比克电池有限公司
类型:发明
国别省市:94[中国|深圳]

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