一种PVDF共聚物及其制备方法和在锂离子电池中应用技术

本发明专利技术公开了一种PVDF共聚物及其制备方法和在锂离子电池中应用，涉及锂离子电池技术领域。本发明专利技术的PVDF共聚物由1，1

【技术实现步骤摘要】
一种PVDF共聚物及其制备方法和在锂离子电池中应用


[0001]本专利技术涉及锂离子电池
，更具体地，涉及一种PVDF共聚物及其制备方法和在锂离子电池中应用。

技术介绍

[0002]锂离子电池浆料主要由活性物质和导电剂颗粒、溶剂、粘结剂等组分构成，涂布于集流体铝箔之后，在烘干的过程电极表面和内部温度会形成微小的温度梯度，表面温度会高于内部温度。干燥过程中表面先干燥，物质浓度高于内部浓度，在这样的驱动力下，极片中的粘结剂会随着溶剂挥发逐渐向表面富集迁移，在活性物质、导电剂的表面析出，造成极片面电阻较大，严重影响电池性能，并且，粘结剂在极片中的分布不均匀，与铝箔接触的一面粘结剂较少，极片剥离强度明显降低。在实际生产过程中，为了降低粘结剂的上浮，通过降低烘箱的烘干温度和涂布的速率，减少粘结剂的上浮，但是降低温度和涂布速率并不能完全解决粘结剂的上浮问题，而且还会造成产品生产效率降低，增加生产成本。因此，需要从粘结剂本身的性能改善上解决上述问题。
[0003]现有技术中为了解决粘结剂在极片中的分布不均匀的问题，提供了一种由交替的软段和硬段组成的多嵌段共聚物的聚氨作为新的极片用粘结剂，但是该技术并未解决PVDF粘结剂存在的析出分布不均匀，从而导致的极片面电阻较大和片剥离强度降低的问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术要解决的技术问题是克服现有PVDF粘结剂存在的析出分布不均匀，从而导致的极片面电阻较大和片剥离强度降低的缺陷和不足，提供一种PVDF共聚物，通过氨基乙烯基类单体改变PVDF粘结剂的空间结构，阻止粘结剂的上浮现象，提高极片剥离强度同时，降低极片的面电阻，提升电池性能。
[0005]本专利技术的另一目的是提供一种PVDF共聚物的制备方法。
[0006]本专利技术的再一目的是提供一种PVDF共聚物F在制备锂离子电池浆料中的应用。
[0007]本专利技术的再一目的在于保护一种锂离子电池浆料。
[0008]本专利技术的再一目的在于保护一种锂离子电池。
[0009]本专利技术上述目的通过以下技术方案实现：
[0010]一种PVDF共聚物，PVDF共聚物由1，1
‑
偏二氟乙烯单体(VDF单体)与氨基乙烯基类单体共聚合而成，
[0011]所述氨基乙烯基类单体，具有如下结构式：
[0012][0013]其中R1、R2、R3独立地选自氢、C1‑
C6烷基或卤代C1‑
C6烷基；R4独立地选自C1‑
C6烷基、羰基、C1‑
C6烷基酰胺或C1‑
C6烷基酯，
[0014]所述氨基乙烯基类单体的用量为1，1
‑
偏二氟乙烯单体质量的0.05
‑
10％。
[0015]其中，需要说明的是：
[0016]本专利技术通过选用氨基乙烯基类单体，该单体侧链具有一定的正电荷排斥效应，能够降低PVDF链段中该单体的嵌段聚合，实现该单体在PVDF链段上的均匀分布，在作为极片粘结剂的时候，能够在高温烘烤过程中，氨基与PVDF分子链中的碳氢键反应，使得分子链快速交联，使得粘结剂形成网络状结构，阻止粘结剂的上浮现象，提高极片剥离强度同时，降低极片的面电阻，提升电池性能。
[0017]其中氨基乙烯基类单体必须严格控制，氨基乙烯基类单体用量过低不能起到交联的效果，氨基乙烯基类单体用量过高，体系交联程度过高，制备的正极浆料容易凝胶，无法使用。
[0018]在具体实施方式中，优选地，所述R1、R2、R3均为氢。当R1、R2、R3均为氢时，与氨基乙烯基类单体偏氟乙烯单体具有更好的聚合效果，更有利于形成网络状结构。
[0019]在具体实施方式中，优选地，所述氨基乙烯基类单体为烯丙基胺、丙烯酸
‑2‑
氨基乙基酯和N
‑
2(氨基乙基)丙烯酰胺中的一种或多种。
[0020]优选地，所述氨基乙烯基类单体的用量为1，1
‑
偏二氟乙烯单体质量的0.5
‑
2％。例如可以为氨基乙烯基类单体的用量为1，1
‑
偏二氟乙烯单体质量的0.1％；或氨基乙烯基类单体的用量为1，1
‑
偏二氟乙烯单体质量的1％；或氨基乙烯基类单体的用量为1，1
‑
偏二氟乙烯单体质量的2％。
[0021]在具体实施方式中，所述共聚合单体还包括其他含氟单体，例如氟乙烯、三氟乙烯、三氟氯乙烯、四氟乙烯、五氟丙烯、六氟丙烯、全氟甲基乙烯基醚、全氟丙基乙烯基醚中的一种或多种。含氟单体的加入能够降低PVDF结晶度，提高极片的柔韧性。
[0022]另一方面，本专利技术还具体保护一种PVDF共聚物的制备方法，本专利技术的PVDF共聚物可以采用乳液聚合或悬浮聚合法制备得到。
[0023]本专利技术的PVDF共聚物采用乳液聚合或悬浮聚合法制备得到具体操作可以参考如下：
[0024]在氧含量小于10ppm的反应条件下，密闭搅拌升温下加入部分VDF单体，然后加入引发剂和链转移剂，同时加入共聚单体，聚合反应开始，并通过持续不断的补加VDF单体保持反应压力不变。反应一段时间后，补加一定量的引发剂和链转移剂。当VDF单体量反应至3kg时，停止反应，收集乳液，破乳，反复洗涤直至滤液电导率降到0.1以下。最后干燥24h，得到PVDF共聚物。
[0025]本专利技术的乳液聚合或悬浮聚合法中聚合引发剂可以选用有机过氧化物引发剂，如过氧化二碳酸二异丙基酯、过氧化二碳酸二正丙基酯、过氧化二异丁酰、过氧化新戊酸叔丁酯、过氧化新戊酸叔戊酯等中的一种。乳液聚合体系还可以采用过硫酸酸盐或过硫酸盐/亚硫酸氢钠引发体系，优选用过硫酸铵引发体系。
[0026]聚合体系中可以加入链转移剂，用于调节聚合物的分子量，可以用于链转移的化学物有：乙酸乙酯、丙二酸二乙酯、碳酸二乙酯、碳酸二甲酯、丙酮、乙醇、正丙醇等。
[0027]优选地，链转移剂占聚合单体质量的0.01～1％。链转移剂的用量与聚合产物的分子量相关，过多，分子量小，过小，分子量大。
[0028]另一方面，本专利技术也具体保护PVDF共聚物在制备锂离子电池浆料中的应用。
[0029]本专利技术还具体保护一种锂离子电池浆料，包括活性物质、导电剂颗、溶剂和粘结剂，所述粘结剂为所述PVDF共聚物。
[0030]本专利技术还具体保护一种锂离子电池，所述锂离子电池的浆料为所锂离子电池浆料。
[0031]本专利技术的锂离子电池浆料中含有特定的粘结剂PVDF共聚物，涂布于集流体铝箔之后能够在烘烤高温过程中形成网络状结构，极片中的粘结剂不会随着溶剂挥发逐渐向表面富集迁移，也不会在活性物质、导电剂的表面析出，极片面电阻小，电池性能优异，并且，粘结剂在极片中的分布均匀，极片剥离强度好，可以广泛应用于锂离子电池的制备。
[0032]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0033]本专利技术的PVDF共聚物通过氨基乙烯基类单体侧链的正电荷排斥效应，能够降低PVDF链段中该单体的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种PVDF共聚物，其特征在于，PVDF共聚物由1，1
‑
偏二氟乙烯单体与氨基乙烯基类单体共聚合而成，所述氨基乙烯基类单体，具有如下结构式：其中R1、R2、R3独立地选自氢、C1‑
C6烷基或卤代C1‑
C6烷基；R4独立地选自C1‑
C6烷基、羰基、C1‑
C6烷基酰胺或C1‑
C6烷基酯，所述氨基乙烯基类单体的用量为1，1
‑
偏二氟乙烯单体质量的0.05
‑
10％。2.如权利要求1所述PVDF共聚物，其特征在于，所述R1、R2、R3均为氢。3.如权利要求1所述PVDF共聚物，其特征在于，所述氨基乙烯基类单体为烯丙基胺、丙烯酸
‑2‑
氨基乙基酯和N
‑
2(氨基乙基)丙烯酰胺中的一种或多种。4.如权利要求1所述PVDF共聚物，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：程堂剑，杨华军，郑炳发，戴静闻，陈琼枫，
申请(专利权)人：乳源东阳光氟树脂有限公司，
类型：发明
国别省市：