一种电池用自修复粘结剂及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种电池用自修复粘结剂及其制备方法，组成包括粘结剂

【技术实现步骤摘要】
一种电池用自修复粘结剂及其制备方法


[0001]本专利技术属于粘接剂领域，具体涉及一种电池用自修复粘结剂及其制备方法
。

技术介绍

[0002]二次电池的基本构成包括正极
、
负极
、
电解液和隔膜等部分
。
正极活性材料和负极活性材料分别与阳离子的嵌入和脱出提供载体
。
在充电时，阳离子从正极材料中脱出，经过电解液中的离子导体移动到负极材料中嵌入，同时电池放出电能；在放电时，阳离子从负极材料中脱出，经过电解液中的离子导体移动到正极材料中嵌入，同时电池吸收外界的电能
。
[0003]随着二次电池的广泛应用和市场需求的增加，人们对电池的性能和安全性提出了更高的要求
。
当前主要的技术挑战包括：提高电池的能量密度和容量密度；提高阳离子嵌入和脱出的速率和效率；提高电池的循环寿命和安全性；降低电池的成本等
。
为了解决这些问题，二次电池领域的研究人员和企业正在不断开展技术创新和工程改进，推出了一系列具有创新性和实用性的新产品和新技术
。
其中，在电池安全和循环寿命的研究中，粘结剂的影响越发重要
。
它将正负极活性材料与导电剂和集流体有效连接在一起，确保电池内部组件的稳定性和一致性
。
[0004]然而，现有的电池负极粘结剂通常是基于丁苯橡胶（
SBR
）等制备而成
。
虽然这些粘结剂在高温和化学腐蚀环境下具有很好的稳定性和机械强度，但它们存在一些问题和缺陷
。
首先，这些粘结剂在电池组件的充放电循环中容易出现剥离和开裂，导致电池组件的接触电阻增加，影响电池性能和循环寿命
。
其次，这些粘结剂不够柔性，容易导致应力集中，从而引起裂纹和断裂，影响电池的机械强度和稳定性
。
此外，这些粘结剂通常需要高温烘烤才能固化，导致电池组件的制造成本和时间增加
。
进一步，传统的粘结剂在充放电过程中产生松动和剥离会影响电池的安全性能，引起电池短路和火灾等严重安全问题
。
[0005]目前已经有许多关于二次电池粘结剂的研究和开发，其中一些现有技术包括：（1）热固性聚合物粘结剂：这种粘结剂在高温和化学腐蚀环境下具有很好的稳定性和机械强度，但存在充放电循环中容易出现剥离和开裂的问题
。
（2）聚氨酯粘结剂：这种粘结剂具有良好的耐热性和机械性能，但容易出现应力集中和开裂的问题
。
（3）硅橡胶粘结剂：这种粘结剂具有很好的柔性和粘附性，但其机械强度较低
。
[0006]总的来说，现有技术还没有一种理想的二次电池粘结剂，可以在高温
、
化学腐蚀和充放电循环等各种环境下保持稳定性和机械强度，并具有良好的柔性和自修复能力
。
因此，该领域还需要更多的研究和开发来解决这些问题
。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的是针对现有技术中存在的问题，提供一种电池用自修复粘结剂及其制备方法
。
该自修复粘结剂具有自修复功能，可以在电池使用过程中发生损伤时自行进行修复，有效地提高了电池的使用寿命和安全性能
。
[0008]本专利技术的目的可以通过以下方案来实现：
本专利技术提供一种电池用自修复粘结剂，包括如下各组分：粘结剂
、
助剂
、
溶剂
、
自修复剂；所述自修复剂包括聚合物微胶囊，所述聚合物微胶囊包括胶囊璧材和修复液芯材；所述修复液芯材包括修复溶剂和修复粘结剂
。
[0009]将该自修复剂用于电池极片中后，在后续由于极片的膨胀（例如锂电池在使用过程中由于脱嵌锂会导致极片膨胀）发生粘结剂老化损伤时，会使自修复剂中的聚合物微胶囊破裂，释放出起内部的修复粘结剂（这部分修复粘结剂由于保存在聚合物微胶囊内部，不会老化损伤），对损伤处进行修复
。
[0010]作为本专利技术的一个实施方式，各组分的重量份数分别为：粘结剂
60
‑
80
份；助剂
10
‑
20
份；溶剂
10
‑
15
份；自修复剂
10
‑
15
份
。
[0011]其中，若自修复剂含量过低，会影响自修复效果，若自修复剂含量过高，则可能会影响自修复粘结剂一开始的粘结效果
。
[0012]在本专利技术中，粘结剂
、
助剂
、
溶剂均可以采用现有技术中的常用物质，具体的，例如，所述粘结剂包括聚丙烯酸
、
丙烯酸酯共聚物
、
聚酰胺
、
丙烯酸酯
‑
丙烯酸酰胺共聚物
、
聚氨酯中的一种或多种；所述助剂包括聚磷酸酯
、
聚乙烯醇
、
羧甲基纤维素
、
聚丙烯酰胺中的一种或多种，优选为聚磷酸酯5‑
10
份和聚乙烯醇5‑
10
份的组合；所述溶剂的成分包括水
、N
‑
甲基吡咯烷酮（
NMP
）
、
二乙烯三胺
(DETA)、
二甲基甲酰胺（
DMF
）中的一种或者多种
。
[0013]作为本专利技术的一个实施方式，所述聚合物微胶囊中胶囊璧材和修复液芯材的质量比为
(1
‑
5)
：
(2
‑
8)
，具体的，例如
1:8、1:2、3:4、5:8、5:2。
所述胶囊璧材包括环氧树脂
、
聚苯乙烯
、
聚丁二烯
、
聚丙烯
、
多亚甲基多苯基多异氰酸酯中的一种或者多种
。
[0014]作为本专利技术的一个实施方式，所述修复粘结剂包括聚丙烯酸
、
丙烯酸酯共聚物
、
聚酰胺
、
丙烯酸酯
‑
丙烯酸酰胺共聚物
、
聚氨酯中的一种或者多种，即修复粘结剂可以与上述粘结剂相同，能与胶囊壁材形成聚合物微胶囊即可；所述修复溶剂包括水和有机溶剂，其中有机溶剂包括
N
‑
甲基吡咯烷酮（
NMP
）
、
二乙烯三胺（
DETA
）
、 N,N
‑
二甲基甲酰胺（
DMF
）
、
甲醇
、
乙醇
、
二甲苯
、
甲苯
、
氢氧化丙酮中的一种或多种
。
进一步的，所述修复液芯材的成分还可以包括修复助剂，所述修复助本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种电池用自修复粘结剂，其特征在于，包括如下各组分：粘结剂
、
助剂
、
溶剂
、
自修复剂；所述自修复剂包括聚合物微胶囊，所述聚合物微胶囊包括胶囊璧材和修复液芯材；所述修复液芯材包括修复溶剂和修复粘结剂，所述修复粘结剂包括聚丙烯酸
、
丙烯酸酯共聚物
、
聚酰胺
、
丙烯酸酯
‑
丙烯酸酰胺共聚物
、
聚氨酯中的一种或者多种；所述粘结剂包括聚丙烯酸
、
丙烯酸酯共聚物
、
聚酰胺
、
丙烯酸酯
‑
丙烯酸酰胺共聚物
、
聚氨酯中的一种或多种
。2.
根据权利要求1所述的电池用自修复粘结剂，其特征在于，各组分的重量份数分别为：粘结剂
60
‑
80
份；助剂
10
‑
20
份；溶剂
10
‑
15
份；自修复剂
10
‑
15
份
。3.
根据权利要求1所述的电池用自修复粘结剂，其特征在于，所述胶囊璧材包括环氧树脂
、
聚苯乙烯
、
聚丁二烯
、
聚丙烯
、
多亚甲基多苯基多异氰酸酯中的一种或者多种
。4.
根据权利要求1所述的电池用自修复粘结剂，其特征在于，所述聚合物微胶囊的粒径为
30

【专利技术属性】
技术研发人员：邵学祥，李婷婷，赵凌宇，蒋宏雨，刘婵，侯敏，曹辉，
申请(专利权)人：上海瑞浦青创新能源有限公司，
类型：发明
国别省市：