一种负极用粘结剂及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种负极用粘结剂及其制备方法，涉及电池技术领域，其包括多元丙烯酸共聚物和有机物添加剂，所述有机物添加剂中含有不饱和酮结构的聚合物乳液。本发明专利技术的粘结剂采用多元丙烯酸共聚物与不饱和酮结构形成一个不可逆的交联结构，同时引入聚合物乳液，提高其交联结构的弹性，即能够在负极活性层中形成三维网络结构，使得完全嵌锂后体积膨胀非常小，有效增强了负极活性层结构的稳定性，并与集流体之间结合强度高，从而使得负极在充放电循环过程中结构强度和如循环性能等电化学性能高，且首效高；有效避免了负极活性层发生粉化、剥落等不良现象。剥落等不良现象。

【技术实现步骤摘要】
一种负极用粘结剂及其制备方法


[0001]本专利技术涉及锂电池
，具体讲是一种负极用粘结剂及其制备方法。

技术介绍

[0002]作为电池的重要组成部分，目前商业化的锂离子电池主要使用石墨类碳基负极材料，但是其理论比容量值仅为372mAh/g，远远无法满足电动汽车对高比容量电池的需求。
[0003]粘结剂作为锂离子电池的重要组成，主要作用是将电极活性物质和导电剂粘附在集流体上，其性能的优劣也将直接影响电池的电化学性能。粘结剂在硅负极中发挥的作用是极其关键的，粘结剂最主要的作用就是提供强粘结力以保持电极结构的完整性，保证锂离子电池的循环充放电的正常进行。大多数的研究中所涉及到的粘结剂主要是两种：PVDF(聚偏二氟乙烯)和CMC(羧甲基纤维素)。
[0004]但是，传统粘结剂在硅基材料中的缺点：硅基材料的粘结剂是影响电极首次充放电效率和后续循环稳定性的关键因素之一，粘结力弱的粘结剂无法保持硅活性材料之间的电接触活性，会导致电极首效偏低和后续比容量衰减，影响高能量密度电池性能的实现。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种负极用粘结剂及其制备方法。
[0006]本专利技术的技术解决方案如下：
[0007]一种负极用粘结剂，包括多元丙烯酸共聚物和有机物添加剂，所述有机物添加剂中含有不饱和酮结构的聚合物乳液。
[0008]作为本专利技术的优选方案，所述聚合物乳液为聚氨酯乳液。
[0009]作为本专利技术的优选方案，所述聚合物乳液的直径为30
‑
100nm。
[0010]作为本专利技术的优选方案，所述含有不饱和酮结构的物质为α
‑
羟基环己基苯甲酮。
[0011]作为本专利技术的优选方案，所述不饱和酮结构的物质占聚合物乳液的1
‑
10wt％。
[0012]作为本专利技术的优选方案，所述多元丙烯酸共聚物与有机物添加剂的质量比为10：1
‑
4。
[0013]本专利技术还公开了一种负极用粘结剂的制备方法，将含有不饱和酮结构的物质加入聚合物乳液中，混合均匀，然后加入多元丙烯酸共聚物，在紫外光照射下反应，制得。
[0014]作为本专利技术的优选方案，所述反应时间为10
‑
30min。
[0015]作为本专利技术的优选方案，所述反应的同时进行5000
‑
8000rpm的搅拌。
[0016]本专利技术的有益效果是：
[0017]本专利技术的粘结剂采用多元丙烯酸共聚物与不饱和酮结构形成一个不可逆的交联结构，同时引入聚合物乳液，提高其交联结构的弹性，即能够在负极活性层中形成三维网络结构，使得完全嵌锂后体积膨胀非常小，有效增强了负极活性层结构的稳定性，并与集流体之间结合强度高，从而使得负极在充放电循环过程中结构强度和循环性能等电化学性能
高，且首效高；有效避免了负极活性层发生粉化、剥落等不良现象。
具体实施方式
[0018]以下以具体实施例对本专利技术的技术方案作进一步说明。
[0019]多元丙烯酸共聚物的制备方法：在容器中加入去离子水300克，丙烯酸10克，马来酸30克，α
‑
烯烃磺酸盐10克，丙烯酰胺10克，N
‑
乙烯基吡咯烷酮8克，搅拌至全部溶解，通入氮气，升温至65℃，缓慢滴加40％偏硅酸钠水溶液30克，反应30min后，加入过硫酸钠2克，亚硫酸氢钠2克，反应温度升至85℃，保温25分钟，滴加质量浓度为15％过硫酸钠溶液50克，同时滴加丙烯酸95克，滴加速度要缓慢均匀，在1.5小时内滴加完毕，继续保温反应3小时，降温，用液碱调节pH值在6.5，过滤，制得。
[0020]实施例1
[0021]一种负极用粘结剂，包括多元丙烯酸共聚物和有机物添加剂，所述有机物添加剂中含有不饱和酮结构的聚合物乳液。
[0022]所述聚合物乳液为聚氨酯乳液。
[0023]所述聚合物乳液的直径为80nm。
[0024]所述含有不饱和酮结构的物质为α
‑
羟基环己基苯甲酮。
[0025]所述不饱和酮结构的物质占聚合物乳液的3wt％。
[0026]所述多元丙烯酸共聚物与有机物添加剂的质量比为10：3。
[0027]一种负极用粘结剂的制备方法，将含有不饱和酮结构的物质加入聚合物乳液中，混合均匀，然后加入多元丙烯酸共聚物，在紫外光照射下反应，制得。
[0028]所述反应时间为20min。
[0029]所述反应的同时进行5000rpm的搅拌。
[0030]实施例2
[0031]一种负极用粘结剂，包括多元丙烯酸共聚物和有机物添加剂，所述有机物添加剂中含有不饱和酮结构的聚合物乳液。
[0032]所述聚合物乳液为聚氨酯乳液。
[0033]所述聚合物乳液的直径为60nm。
[0034]所述含有不饱和酮结构的物质为α
‑
羟基环己基苯甲酮。
[0035]所述不饱和酮结构的物质占聚合物乳液的5wt％。
[0036]所述多元丙烯酸共聚物与有机物添加剂的质量比为10：5。
[0037]一种负极用粘结剂的制备方法，将含有不饱和酮结构的物质加入聚合物乳液中，混合均匀，然后加入多元丙烯酸共聚物，在紫外光照射下反应，制得。
[0038]所述反应时间为25min。
[0039]所述反应的同时进行6000rpm的搅拌。
[0040]实施例3
[0041]一种负极用粘结剂，包括多元丙烯酸共聚物和有机物添加剂，所述有机物添加剂中含有不饱和酮结构的聚合物乳液。
[0042]所述聚合物乳液为聚氨酯乳液。
[0043]所述聚合物乳液的直径为70nm
[0044]所述含有不饱和酮结构的物质为α
‑
羟基环己基苯甲酮。
[0045]所述不饱和酮结构的物质占聚合物乳液的7wt％。
[0046]所述多元丙烯酸共聚物与有机物添加剂的质量比为10：7。
[0047]一种负极用粘结剂的制备方法，将含有不饱和酮结构的物质加入聚合物乳液中，混合均匀，然后加入多元丙烯酸共聚物，在紫外光照射下反应，制得。
[0048]所述反应时间为30min。
[0049]所述反应的同时进行7000rpm的搅拌。
[0050]实施例4
[0051]一种负极用粘结剂，包括多元丙烯酸共聚物和有机物添加剂，所述有机物添加剂中含有不饱和酮结构的聚合物乳液。
[0052]所述聚合物乳液为聚氨酯乳液。
[0053]所述聚合物乳液的直径为80nm
[0054]所述含有不饱和酮结构的物质为α
‑
羟基环己基苯甲酮。
[0055]所述不饱和酮结构的物质占聚合物乳液的8wt％。
[0056]所述多元丙烯酸共聚物与有机物添加剂的质量比为10：3.7。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种负极用粘结剂，其特征在于，包括多元丙烯酸共聚物和有机物添加剂，所述有机物添加剂中含有不饱和酮结构的聚合物乳液。2.根据权利要求1所述的一种负极用粘结剂，其特征在于，所述聚合物乳液为聚氨酯乳液。3.根据权利要求1所述的一种负极用粘结剂，其特征在于，所述聚合物乳液的直径为30
‑
100nm。4.根据权利要求1所述的一种负极用粘结剂，其特征在于，所述含有不饱和酮结构的物质为α
‑
羟基环己基苯甲酮。5.根据权利要求1所述的一种负极用粘结剂，其特征在于，所述不饱和酮结构的物质占聚合物乳液的1
‑
1...

【专利技术属性】
技术研发人员：王延伟，李龙，万德勤，
申请(专利权)人：江西量子新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：