一种锂电池用粘结剂及包含该粘结剂的浆料制造技术

本发明专利技术公开了一种锂电池用粘结剂及包含该粘结剂的浆料，其粘结剂具有式1(a)或式1(b)所示的结构通式。本发明专利技术公开的锂电池粘结剂粘结力强，具有一定的分散效果，电阻率低，可用作锂电池正极或负极浆料粘结使用，效果良好。效果良好。效果良好。

【技术实现步骤摘要】
一种锂电池用粘结剂及包含该粘结剂的浆料


[0001]本专利技术涉及锂电池用化学添加剂，具体涉及到一种锂电池用粘结剂；

技术介绍

[0002]当前锂电池产业蓬勃发展，为了更好的提升电池能量密度，开发人员在正极、负极材料都做了大量的研究，其中粘结剂对电池性能的影响至关重要。目前正极材料中使用的主要为PVDF，但目前全球PVDF产能受限，价格居高不下，寻求类似PVDF的新型非氟粘结剂成为研究的热点。目前已知的非氟粘结剂主要为聚丙烯腈类丙烯酸酯共聚物，但丙烯腈玻璃化温度高，脆性大，容易开裂，目前使用推广中还存在着许多问题。
[0003]在电池负极材料中，为了提升能量密度，硅碳负极材料已逐渐使用成为发展的主流趋势之一。硅碳负极材料相比石墨具有更高的电池能量密度，但容易膨胀开裂，传统的SBR和CMC粘结体系不能较好的解决开裂问题。此外不管是正极还是负极粘结剂，或多或少都对电池的电阻性能有所影响，市场上亟需具有更高粘结性能，具有防开裂、低电阻的新型粘结剂来提升锂电池的性能。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是针对现有锂电池粘结剂技术的不足而提供的一种锂电池用粘结剂及包含该粘结剂的浆料，该粘结剂具有粘结力强、低电阻等优势，且制备的极片不容易开裂，可广泛应用于锂电池正极、负极材料的制备，性能优良。
[0005]实现本专利技术目的的具体技术方案是：
[0006]一种锂电池用粘结剂，它具有式1(a)或式1(b)所示的结构通式：
[0007][0008]其中，R1和R2各自独立地为H、
‑
OH、
‑
NH2、
‑
SO3M、
‑
B(OH)2、
‑
CN、
‑
PO3HM、
‑
PO3M2或
‑
COOM；M为H、Li、Na、K或铵基；R1在苯环上的取代位是邻位、间位或对位；R2在苯环上的取代位是邻位或间位；R3为H、取代或未取代的C1至C6的烷基；R4为H或
‑
COOM；R5为M、
‑
CH2CH2COOM、直链或分支的C1至C
30
烷基或环烷基；M为H、Li、Na、K或铵基；n为2
‑
12的整数；R6为H或者甲基；R7为
‑
CN或
‑
CONHCH2OH；a为0.01
‑
1.00的摩尔分数，b和c各自独立地为0
‑
0.99的摩尔分数，a+b+c＝1，当a摩尔分数为1时，R1和R2不同时为H。
[0009]所述的锂电池用粘结剂，式1(a)或式1(b)所示的结构通式中R1和R2均同时为H、
‑
OH、
‑
NH2、
‑
COOM或
‑
CN；M为H、Li、Na、K或铵基；a、b和c各自独立地为0.01
‑
0.99的摩尔分数，a+b+c＝1。
[0010]所述的锂电池用粘结剂，式1(a)或式1(b)所示的结构通式中，R1为
‑
OH、
‑
NH2、
‑
SO3M、
‑
B(OH)2、
‑
CN、PO3HM、
‑
PO3M2或
‑
COOM；M为H、Li、Na、K或铵基；R1在苯环上的取代位是邻位、间位或对位；R2为H。
[0011]所述的锂电池用粘结剂，式1(a)或式1(b)所示的结构通式中，R3和R4为H；R5为M、
‑
CH2CH2COOM、直链或分支的C1至C
30
烷基或环烷基；M为H、Li、Na、K或铵基；n为2
‑
12的整数；R6为H；R7为
‑
CONHCH2OH；a、b和c各自独立地为0.01
‑
0.99的摩尔分数，a+b+c＝1。
[0012]所述的锂电池用粘结剂，式1(a)或式1(b)所示的结构通式中，b的摩尔分数为0，a和c各自独立地为0.01
‑
0.99的摩尔分数，a+c＝1。
[0013]所述的锂电池用粘结剂，粘结剂的结构由式2(a)或式2(b)表示：
[0014][0015]其中R8和R9各自独立地为H、
‑
OH、
‑
NH2、
‑
SO3M、
‑
B(OH)2、
‑
CN、
‑
PO3HM、
‑
PO3M2或
‑
COOM；R8和R9不同时为H；M为H、Li、Na、K或铵基；R8在苯环上的取代位是邻位、间位或对位；R9在苯环上的取代位为邻位或间位；R
10
为M、
‑
CH2CH2COOM、直链或分支的C1至C
30
烷基或环烷基；M为H、Li、Na、K或铵基；n为2
‑
12的整数；d和e各自独立地为0.01
‑
0.99的摩尔分数，d+e＝1。
[0016]一种正极浆料，它包含正极活性物质、NMP、导电剂、分散剂和上述所述的粘结剂。
[0017]一种负极浆料，它包含负极活性物质、导电剂、增稠剂、水和上述所述的粘结剂。
[0018]本专利技术的优势在于式1(a)或式1(b)所示的结构通式重复单元中R1和R2官能团，可选择羟基、羧酸、氨基、腈基等单官能团修饰，也可选择为邻位或间位的多功能混合基团为粘结剂提供较强的粘结性能，当官能团为羟基、氨基、羧基和腈基等功能基团时，结构中碳氮双键连接的二个苯环具备电子云共轭效应，使得粘结剂的导电性能大幅提升，粘结剂的电阻大幅下降。结构中的苯环基团也能更好的分散石墨形成π
‑
π共轭，此外还可以根据需要调整聚合物的第二和第三重复单元，增加聚合物的柔性或粘结力，改善粘结剂的施工性能。
[0019]本专利技术的另一个优势在于功能单体可修饰性强，制备简单，第一重复单元可通过带双键的苯胺化合物与苯甲醛衍生物通过希夫碱反应得到，也可通过4
‑
乙烯基苯甲醛和苯胺衍生物进行希夫碱反应得到，反应简单，产物易分离提纯，便于大规范工业化生产。
[0020]本专利技术公开的锂电池用粘结剂具有粘结力强、低电阻等优势，且制备的极片不容易开裂，可广泛应用于锂电池正极、负极材料的制备，性能优良。
具体实施方式
[0021]以下结合实施例对本专利技术做进一步说明，但不对本专利技术造成任何限制。
[0022]实施例
[0023]各实施例粘结剂结构如下：
[0024]W1W2
W3W4W5W6W7W8W9W10
[0025]将实施例W1
‑
W10和对比例PAN粘结剂(聚丙烯腈类)溶解于NMP(N
‑
甲基吡咯烷酮)中，充分溶解后加入导电剂super...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种锂电池用粘结剂，其特征在于它具有式1(a)或式1(b)所示的结构通式：其中，R1和R2各自独立地为H、
‑
OH、
‑
NH2、
‑
SO3M、
‑
B(OH)2、
‑
CN、
‑
PO3HM、
‑
PO3M2或
‑
COOM；M为H、Li、Na、K或铵基；R1在苯环上的取代位是邻位、间位或对位；R2在苯环上的取代位是邻位或间位；R3为H、取代或未取代的C1至C6的烷基；R4为H或
‑
COOM；R5为M、
‑
CH2CH2COOM、或直链或分支的C1至C
30
烷基或环烷基；M为H、Li、Na、K或铵基；n为2
‑
12的整数；R6为H或者甲基；R7为
‑
CN或
‑
CONHCH2OH；a为0.01
‑
1.00的摩尔分数；b和c各自独立地为0
‑
0.99的摩尔分数，a+b+c＝1；当a摩尔分数为1时，R1和R2不同时为H。2.根据权利要求1所述的锂电池用粘结剂，其特征在于式1(a)或式1(b)所示的结构通式中R1和R2均同时为H、
‑
OH、
‑
NH2、
‑
COOM或
‑
CN；M为H、Li、Na、K或铵基；a、b和c各自独立地为0.01
‑
0.99的摩尔分数，a+b+c＝1。3.根据权利要求1所述的锂电池用粘结剂，其特征在于式1(a)或式1(b)所示的结构通式中，R1为
‑
OH、
‑
NH2、
‑
SO3M、
‑
B(OH)2、
‑
CN、PO3HM、
‑
PO3M2或
‑
COOM；M为H、Li、...

【专利技术属性】
技术研发人员：王绍华，彭敏，
申请(专利权)人：瑞固新能上海材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：