导电粘结剂及其制备方法、集流体、电极和电池技术

本申请涉及提供了一种导电粘结剂及其制备方法、集流体、电极和电池，所述导电粘结剂包括接枝有导电基团的第一聚合物粘结剂和接枝有导电基团的第二聚合物粘结剂，所述第一聚合物粘结剂的分子量大于所述第二聚合物粘结剂的分子量。本申请中采用不同分子量的聚合物粘结剂进行配合，在聚合物粘结剂上有效接枝导电基团，其中低分子量的聚合物粘结剂能够渗透至导电粘结剂表面，使导电粘结剂能够兼具导电性和粘结性。和粘结性。

【技术实现步骤摘要】
导电粘结剂及其制备方法、集流体、电极和电池


[0001]本申请涉及粘结剂
，特别涉及一种导电粘结剂及其制备方法、集流体、电极和电池。

技术介绍

[0002]锂离子电池已经在消费电子、电动车等领域大规模应用，市场对锂离子电池的能量密度、循环寿命、使用安全等方面也提出了更高的要求。集流体导电底涂技术，可以有效减小电极材料与集流体的接触电阻，增加电极材料与集流体之间的粘结力，降低电池内阻，延长电池寿命。
[0003]然而导电涂层集流体在制备过程中需要用到一定量的粘结剂，粘结剂本身不具备导电性，添加过多会造成导电涂层导电性能的下降，同时过厚的导电涂层也会影响电极总体的导电效果，添加太少又不能很好的粘结导电材料。
[0004]因此，如何改善导电涂层集流体的导电性和粘结性，成为目前迫切需要解决的问题。

技术实现思路

[0005]基于此，有必要提供一种导电粘结剂及其制备方法、集流体、电极和电池，使粘结剂具有导电性和粘结性的同时，提高导电涂层集流体的导电性和粘结性。
[0006]第一方面，本申请提供了一种导电粘结剂，所述导电粘结剂包括接枝有导电基团的第一聚合物粘结剂和接枝有导电基团的第二聚合物粘结剂，所述第一聚合物粘结剂的分子量大于所述第二聚合物粘结剂的分子量。
[0007]在本申请一些实施方式中，所述导电粘结剂由包括第一聚合物、第二聚合物、导电单体和引发剂的原料通过聚合反应制备而成；所述第一聚合物的分子量大于所述第二聚合物的分子量。
[0008]在本申请一些实施方式中，所述第一聚合物与第二聚合物的质量比为(10～50):1，例如为10:1、15:1、20:1、25:1、30:1、35:1、40:1、45:1或50:1。
[0009]在本申请一些实施方式中，所述引发剂与所述导电单体的质量比为1：(10～150)，例如为1:10、1:20、1:30、1:40、1:50、1:60、1:70、1:80、1:90、1:100、1:110、1:120、1:130、1:140或1:150。
[0010]在本申请一些实施方式中，所述第一聚合物的分子量为10万～40万，例如为10万、13万、16万、19万、22万、25万、28万、31万、34万、37万或40万。
[0011]在本申请一些实施方式中，所述第二聚合物的分子量为500～50000，例如为500、1000、2500、5000、7500、10000、15000、20000、30000、40000或50000。
[0012]在本申请一些实施方式中，所述导电基团的质量与所述第一聚合物粘结剂和所述第二聚合物粘结剂的总质量的比例为1：(10～50)，例如为1:10、1:15、1:20、1:25、1:30、1:35、1:40、1:45或1:50。
[0013]在本申请一些实施方式中，所述导电基团包括聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩、聚对苯和聚苯基乙炔中的至少一种。
[0014]在本申请一些实施方式中，第一聚合物和第二聚合物各自独立地选自聚丙烯酸、聚偏氟乙烯和丁苯乳液中的至少一种。
[0015]在本申请一些实施方式中，所述导电单体包括聚苯胺单体、聚吡咯单体、聚噻吩单体、聚对苯单体和聚苯基乙炔单体中的至少一种。
[0016]在本申请一些实施方式中，所述引发剂包括过硫酸化合物，可选地，所述过硫酸化合物包括过硫酸钠。
[0017]第二方面，本申请提供了一种如第一方面所述导电粘结剂的制备方法，所述导电粘结剂的制备方法包括：
[0018]于溶剂中混合第一聚合物、第二聚合物、导电单体和引发剂，于0～5℃下使所述导电单体发生聚合反应生成导电基团，并使所述第一聚合物和第二聚合物上接枝所述导电基团，制备所述导电粘结剂，例如，反应温度为0℃、1℃、2℃、3℃、4℃或5℃。
[0019]在本申请一些实施方式中，所述导电单体和引发剂混合后加入所述第一聚合物和第二聚合物的混合物中。
[0020]在本申请一些实施方式中，所述制备方法的反应时间为8～20h，例如为8h、9h、10h、11h、12h、13h、14h、15h、16h、17h、18h、19h或20h。
[0021]在本申请一些实施方式中，所述制备方法在搅拌条件下进行。
[0022]第三方面，本申请提供了一种集流体，所述集流体包括基材以及设置于所述基材至少一侧表面的导电层，所述导电层包括导电剂和如第一方面所述的导电粘结剂。
[0023]在本申请一些实施方式中，所述导电剂与所述导电粘结剂的质量比为1：(0.2～1.25)，例如为1:0.2、1:0.3、1:0.4、1:0.5、1:0.6、1:0.7、1:0.8、1:0.9、1:1.0或1:1.25。
[0024]在本申请一些实施方式中，所述导电剂包括零维导电剂、一维导电剂和二维导电剂中至少一种。
[0025]在本申请一些实施方式中，所述零维导电剂包括导电碳黑和/或乙炔黑，所述一维导电剂包括碳纳米管，所述二维导电剂包括石墨和/或石墨烯。
[0026]第四方面，本申请提供一种电极，所述电极包括集流体以及设置于所述集流体至少一侧表面的活性层，所述集流体为第三方面所述的集流体。
[0027]第五方面，本申请提供了一种电池，所述电池包括如第四方面所述的电极。
[0028]本申请具有以下有益效果：
[0029]本申请利用导电基团接枝粘结剂，并采用分子量不同的聚合物粘结剂配合，由于高分子量聚合物粘结剂存在大量接枝位点，导电基团能够均匀接枝至高分子量聚合物粘结剂的表面，提高导电基团的接枝率，此外，由于高分子量聚合物的分子链长，利用空间位阻效应，降低了低分子量聚合物粘结剂的聚合能力，并且低分子量聚合物粘结剂容易渗透至导电粘结剂的表面，增加了粘结位点，使导电粘结剂兼具粘结性的同时提高导电性。
具体实施方式
[0030]为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面对本申请的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请。但是
本申请能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似改进，因此本申请不受下面公开的具体实施例的限制。
[0031]除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
[0032]本申请所公开的“范围”以下限和上限的形式来限定，给定范围是通过选定一个下限和一个上限进行限定的，选定的下限和上限限定了特别范围的边界。这种方式进行限定的范围可以是包括端值或不包括端值的，并且可以进行任意地组合，即任何下限可以与任何上限组合形成一个范围。
[0033]本申请实施方式的第一方面提供了一种导电粘结剂，包括接枝有导电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种导电粘结剂，其特征在于，所述导电粘结剂包括接枝有导电基团的第一聚合物粘结剂和接枝有导电基团的第二聚合物粘结剂，所述第一聚合物粘结剂的分子量大于所述第二聚合物粘结剂的分子量。2.如权利要求1所述的导电粘结剂，其特征在于，所述导电粘结剂由包括第一聚合物、第二聚合物、导电单体和引发剂的原料通过聚合反应制备而成；所述第一聚合物的分子量大于所述第二聚合物的分子量。3.如权利要求2所述的导电粘结剂，其特征在于，满足以下条件中的一个或多个：1)所述第一聚合物与第二聚合物的质量比为(10～50):1；2)所述引发剂与所述导电单体的质量比为1：(10～150)；3)所述第一聚合物的分子量为10万～40万；4)所述第二聚合物的分子量为500～50000；5)所述导电单体的质量与所述第一聚合物和所述第二聚合物的总质量的比例为1：(10～50)。4.如权利要求2或3所述的导电粘结剂，其特征在于，满足以下条件中的一个或多个：1)所述导电基团包括聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩、聚对苯和聚苯基乙炔中的至少一种；2)所述第一聚合物和第二聚合物各自独立地选自聚丙烯酸、聚偏氟乙烯和丁苯乳液中的至少一种；3)所述导电单体包括聚苯胺单体、聚吡咯单体、聚噻吩单体、聚对苯单体和聚苯基乙炔单体中的至少一种；4)所述引发剂包括过硫酸化合物，可选地，所述过硫酸化合物包括过硫酸钠。5.一种权利要求1
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【专利技术属性】
技术研发人员：唐皞，张宇航，杨开福，刘科，王成豪，李学法，张国平，
申请(专利权)人：江阴纳力新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：