全固态电池的黏合剂及其制备方法、含黏合剂的全固态电池的电极及包含电极的全固态电池技术

本公开内容涉及用于全固态电池的黏合剂、制备黏合剂的方法、用于包含黏合剂的全固态电池的电极以及包含电极的全固态电池。特别地，用于全固态电池的黏合剂具有三维网状结构，该三维网状结构通过以适当的量混合具有不饱和碳碳双键的聚合物、硫供体、硫化促进剂、第一活化剂和第二活化剂，然后进行热处理以通过聚合物链中的碳与硫的共价键和进行交联而形成。通过这种方式，可以最小化对基于硫化物的固体电解质的损害。此外，用于全固态电池的黏合剂具有三维网状结构，并因此防止与电极基底分离和电极开裂，抑制电极中活性材料的膨胀和收缩，并允许电极中的材料彼此接触，从而提供显著改善的电池性能。善的电池性能。善的电池性能。

【技术实现步骤摘要】
全固态电池的黏合剂及其制备方法、含黏合剂的全固态电池的电极及包含电极的全固态电池


[0001]本公开内容涉及用于全固态电池的黏合剂、制备黏合剂的方法、用于包含黏合剂的全固态电池的电极以及包含电极的全固态电池。

技术介绍

[0002]用于全固态电池的电极浆液使用其组成元素，如活性材料、固体电解质、导电材料和黏合剂，以及能够均匀分散这些元素的有机溶剂。特别地，考虑到与固体电解质的反应性和在有机溶剂中的分散性，黏合剂包括具有允许电极形成和电池运行的物理性质的基于橡胶的聚合物。
[0003]然而，这种基于橡胶的聚合物黏合剂在电极干燥期间导致与基底分离和电极开裂，或者不能满足在电池运行期间可以抑制电极中活性材料的体积变化的水平。
[0004]与此同时，通常可应用交联结构以改善聚合物的物理性质。然而，大多数交联机制通过极性相互作用与基于硫化物的固体电解质发生严重反应，导致固体电解质损坏。
[0005]因此，需要研究和开发新的黏合剂材料，该黏合剂材料具有这样的物理性质的水平，即它可以最小化对基于硫化物的固体电解质的损害，可以不引起与电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于全固态电池的黏合剂，其具有通过黏合剂组合物的热处理使碳与硫共价键合而形成的三维结构，其中基于100重量份的具有不饱和碳碳双键的聚合物，所述黏合剂组合物包含1重量份至30重量份的硫供体和有机溶剂，并且任选地包含0.5重量份至4重量份的硫化促进剂、3重量份至10重量份的第一活化剂和1重量份至4重量份的第二活化剂。2.根据权利要求1所述的用于全固态电池的黏合剂，其中具有不饱和碳碳双键的聚合物为选自天然橡胶(NR)、丁二烯橡胶(BR)、丁苯橡胶(SBR)、丁腈橡胶(NBR)、丁基橡胶(IIR)和乙丙橡胶(EPDM)中的至少一种，硫供体为单质硫或有机硫供体，有机硫供体为选自二硫化秋兰姆(TMTD)、4,4'
‑
二硫代二吗啉(DTDM)、四硫化双五甲撑秋兰姆(DPTT)和N
‑
氧代二乙撑硫代氨基甲酰N'
‑
氧代二乙撑次磺酰胺(OTOS)中的至少一种，硫化促进剂为选自基于噻唑的化合物、基于醛胺的化合物、基于胍的化合物、基于硫代磷酸盐的化合物、基于亚磺酰胺的化合物、基于硫脲的化合物、基于秋兰姆的化合物、基于二硫代氨基甲酸盐的化合物和基于黄原酸盐的化合物中的至少一种，和有机溶剂为选自丁酸丁酯、丁酸己酯、乙酸苄酯、邻二甲苯、甲苯、二溴甲烷和茴香醚中的至少一种。3.根据权利要求1所述的用于全固态电池的黏合剂，其中第一活化剂为ZnO、Zn2SiO4或其混合物，和第二活化剂是硬脂酸。4.根据权利要求1所述的用于全固态电池的黏合剂，其包含以3:1至5:1的重量比混合的第一活化剂和第二活化剂。5.根据权利要求1至4中任一项所述的用于全固态电池的黏合剂，如拉曼光谱所分析，其分别在435cm
‑1至445cm
‑1和500cm
‑1至510cm
‑1的波长处显示出多硫键峰和二硫键峰，和多硫键峰/二硫键峰的强度之比为1.1至3.1。6.一种用于全固态电池的固体电解质层，其包含如在权利要求1至4中任一项所定义的黏合剂和基于硫化物的固体电解质。7.一种用于全固态电池的电极，其包含如在权利要求1至4中任一项所定义的黏合剂、基于硫化物的固体电解质和电极活性材料。8.一种全固态电池，其包含正极层、负极层、如在权利要求6中所定义的介于正极层和负极层之间的固体电解质层，其中正极层和负极层中的至少一个包含如在权利要求1至4中任一项所定义的黏合剂。9.一种包含如在权利要求8中所定义的全固态电池的装置，其为选自运输装置、储能装置和通信装置中的任意一个。10.一种用于制备用于全固态电池的黏合剂的方法，其包括制备用于全固态电池的黏合剂的步骤，所述黏合剂具有通过黏合剂组...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑允皙，权泰营，金圭太，吴大洋，
申请(专利权)人：延世大学校产学协力团，
类型：发明
国别省市：