一种复合粘结剂、制备方法及负极片的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种复合粘结剂、制备方法及负极片的制备方法。所述复合粘结剂为天然树脂和环氧卤代烃的交联产物，所述复合粘结剂的结构为空间网状结构。本发明专利技术提供的复合粘结剂，利用天然树脂中丰富的羟基/羧基官能团与环氧卤代烃发生交联反应，在空间内形成多孔网状结构，具有良好的结构稳定性，同时，具有优异的粘结效果，大大减少了粘结剂用量，降低成本。所述复合粘结剂使用于负极片中，不仅有效提高了负极片的稳定性，改善了电池的自放电性能和循环稳定性能，而且对电池功率性能也有极大的提升效果。效果。

【技术实现步骤摘要】
一种复合粘结剂、制备方法及负极片的制备方法


[0001]本专利技术属于锂离子电池
，涉及一种复合粘结剂、制备方法及负极片的制备方法。

技术介绍

[0002]锂离子电池从传统的便携式电子产品扩展到大规模的新兴应用领域，包括各种类型的电动汽车和电力电网的能源存储。特别的是，随着电动汽车的出现，对石油的依赖大幅减少，汽车的二氧化碳排放量减少，能源和环境问题将得到解决。
[0003]伴随着新能源的蓬勃发展，汽车启停电源也正在逐步淘汰能量密度低、循环寿命短，环境污染大的铅酸电池，取而代之的将是性能更优，环境友好的锂离子电池。其中，12V磷酸铁锂电池具有比能量高、循环寿命长、安全性能好、成本低廉和环境友好性等特点，但是，12V磷酸铁锂电池直接取代铅酸电池，也对电池的功率性能、使用寿命及安全性能的苛求尤为强烈。
[0004]然而，锂离子电池负极石墨在高倍率的充放电循环过程中，伴随着锂离子的高速嵌入和脱出，负极石墨反复承受较大大的体积变化，出现体积膨胀，甚至容易出现掉粉、剥落现象，使电极结构遭到破坏，从而导致其自放电增大，循环寿命迅速下降。
[0005]目前，低膨胀石墨负极的开发很迫切，而粘结剂是解决石墨负极膨胀的有效手段。粘结剂的高分子结构具有强大的内聚力，可有效抑制极片的膨胀效应。
[0006]CN 108203482A公开了负极粘结剂及其制备方法和负极极片的制备方法，制备负极粘结剂时，将丙烯酸酯类单体加入水溶液中，丙烯酸酯单体与水溶液的质量比为1:1～1:5，然后加入引发剂进行聚合反应，得到固含量为35～55wt％的粘结剂乳液。制备负极极片时，负极浆料中加入前述负极粘结剂和交联剂，当粘结剂固化后，粘结剂与交联剂中的高分子交联形成网络结构单元，可以使得电解液不会处于游离态，从而为电解液提供更多的存储空间，提高保液量，离子导电性高，能够实现锂离子电池的大倍率快速充放电，改善锂离子电池的功率性能和循环性能。
[0007]CN 113871622A提供一种锂离子电池负极用粘结剂。所述锂离子电池负极用粘结剂为离子型共聚物乳液。该专利技术的锂离子电池负极用粘结剂为通过在负极浆料中加入一种离子型共聚物乳液，具有良好的柔韧性，水性粘结剂为离子型共聚物乳液，具有良好的柔韧性，相对于SBR，可降低电池DCR、提升低温性能，明显改善电池的倍率性能，适用于快充电池负极粘结剂。此外，该专利技术还提供一种使用该粘结剂的负极浆料及其制备方法。
[0008]以上技术方案中优化了粘结剂，然而还是耗费不少用量且存在负极掉粉问题没有解决。
[0009]因此，如何制备一种用量少、粘结性强并且有效抑制负极片膨胀，解决负极掉粉问题的粘结剂，是锂离子电池领域亟需解决的技术问题。

技术实现思路

[0010]为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种复合粘结剂、制备方法及负极片的制备方法，所述复合粘结剂具有空间网状结构，适用于负极片中，能够有效的提高负极片的结构稳定性，且在保证稳定性的前提下，降低粘结剂的使用量，进而提高负极片的功率性能。
[0011]为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0012]第一方面，本专利技术提供了一种复合粘结剂，所述复合粘结剂为天然树脂和环氧卤代烃的交联产物，所述复合粘结剂的结构为空间网状结构。
[0013]本专利技术提供的复合粘结剂，利用天然树脂中丰富的羟基/羧基官能团与环氧卤代烃发生交联反应，在空间内形成多孔网状结构，具有良好的结构稳定性，同时，具有优异的粘结效果，大大减少了粘结剂用量，降低成本。
[0014]优选地，所述天然树脂包括桃胶。
[0015]优选地，所述环氧卤代烃包括环氧卤丙烷。
[0016]优选地，所述复合粘结剂的粘度为8000～12000mPa.s，例如可以是8000mPa.s、9000mPa.s、10000mPa.s、11000mPa.s或12000mPa.s，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
[0017]优选地，所述复合粘结剂的孔隙率为55～80％，例如可以是55％、65％、70％、75％或80％，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
[0018]第二方面，本专利技术提供一种第一方面所述复合粘结剂的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
[0019]混合天然树脂、环氧卤代烃和溶剂，进行加热反应，得到所述复合粘结剂。
[0020]优选地，所述天然树脂包括桃胶。
[0021]优选地，所述环氧卤代烃包括环氧卤丙烷。
[0022]优选地，所述天然树脂和环氧卤代烃的质量比为(3～6):1，例如可以是3:1、4:1、5:1、5.5:1或6:1，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
[0023]当质量比在(3～6):1的范围时，天然树脂和环氧卤代烃刚好能够反应安全，没有残留反应物剩余，若超过(3～6):1的范围，会有残留反应物剩余，影响复合粘结剂的粘结效果。
[0024]优选地，所述溶剂为碱液。
[0025]优选地，所述碱液的pH为12～14，例如可以是12、12.5、13、13.5或14，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
[0026]优选地，所述天然树脂、环氧卤代烃和溶剂的液固比为5～10mL/g，例如可以是5mL/g、6mL/g、7mL/g、8mL/g、9mL/g或10mL/g，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
[0027]优选地，所述加热反应的温度为50～60℃，例如可以是50℃、52℃、54℃、56℃、58℃或60℃，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
[0028]优选地，所述加热反应的时间为2～3h，例如可以是2h、2.2h、2.4h、2.6h、2.8h或3h，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
[0029]当加热反应时间过短会导致反应不充分，当反应时间过长会导致生成的粘结剂分子量过大，降低了粘结效果。
[0030]优选地，所述混合的方式包括：
[0031](1)混合天然树脂和溶剂，得到天然树脂溶液；
[0032](2)对所得天然树脂溶液进行升温，得到升温天然树脂溶液；
[0033](3)混合环氧卤代烃与所得升温天然树脂溶液，得到混合液，完成混合。
[0034]优选地，步骤(1)所述混合包括搅拌。
[0035]优选地，所述搅拌的时间为1～2h，例如可以是1h、1.2h、1.4h、1.6h、1.8h或2h，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
[0036]优选地，步骤(2)所述升温后的温度为45～55℃，例如可以是45℃、47℃、49℃、51℃、53℃或55℃，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
[0037]优选地，步骤(3)所述混合的时间为8～20min，例如可以是8min、10min、1本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种复合粘结剂，其特征在于，所述复合粘结剂为天然树脂和环氧卤代烃的交联产物，所述复合粘结剂的结构为空间网状结构。2.根据权利要求1所述的复合粘结剂，其特征在于，所述天然树脂包括桃胶；优选地，所述环氧卤代烃包括环氧卤丙烷；优选地，所述复合粘结剂的粘度为8000～12000mPa.s；优选地，所述复合粘结剂的孔隙率为55～80％。3.一种根据权利要求1或2所述复合粘结剂的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：混合天然树脂、环氧卤代烃和溶剂，进行加热反应，得到所述复合粘结剂。4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述天然树脂包括桃胶；优选地，所述环氧卤代烃包括环氧卤丙烷；优选地，所述天然树脂和环氧卤代烃的质量比为(3～6):1；优选地，所述溶剂为碱液；优选地，所述碱液的pH为12～14；优选地，所述天然树脂、环氧卤代烃和溶剂的液固比为5～10mL/g。5.根据权利要求3或4所述的制备方法，其特征在于，所述加热反应的温度为50～60℃；优选地，所述加热反应的时间为2～3h。6.根据权利要求3
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5任一项所述的制备方法，其特征在于，所述混合的方式包括：(1)混合天然树脂和溶剂，得到天然树脂溶液；(2)对所得天然树脂溶液进行升温，得到升温天然树脂溶液；(3)混合环氧卤代烃与所得升温天然树脂溶液，得到混合液，完成混合。7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述混合包括搅拌；优选地，...

【专利技术属性】
技术研发人员：易靖宇，朱伟华，魏成卓，官仕齐，王凯，魏海涛，刘子文，
申请(专利权)人：湖北亿纬动力有限公司，
类型：发明
国别省市：