【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及二次电池，特别涉及一种粘结剂及其制备方法、极片、电池和用电装置。
技术介绍
1、二次电池又称为可充电电池或蓄电池，是指在电池放电后可通过充电的方式使活性物质激活而继续使用的电池。具体地，利用化学反应的可逆性，可以组建成一个新电池，即当一个化学反应转化为电能之后，还可以用电能使化学体系修复，然后再利用化学反应转化为电能，所以叫二次电池(可充电电池)。市场上主要的充电电池有镍氢电池、镍镉电池、铅酸(或铅蓄)电池、锂离子电池和聚合物锂离子电池等。
2、其中，锂离子电池依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作，在充放电过程中，li+在两个电极之间往返嵌入和脱嵌；充电时，li+从正极脱嵌，经过电解质嵌入负极，负极处于富锂状态；放电时则相反。由于锂离子电池具有高能量密度大、安全可靠和环保绿色等优点，被广泛应用于交通动力电源、电力储能电源、3c产品和航天军工等领域。
3、随着锂离子电池技术的快速发展，消费者对于锂离子电池在不同的场景的应用需求逐渐高涨，且对在不同应用场景下锂离子电池的动力学性能提出更高要求。但是传统锂离子电池电解液的浸润性在低温下呈惰性，一定程度上会影响正负极主材电化学性能的发挥，比如低温下电解液浸润性差导致离子传输慢，动力学变差。
技术实现思路
1、针对传统锂离子电池动力学性能较差的问题，本专利技术提供了一种粘结剂及其制备方法、极片、电池和用电装置，该粘结剂包含交联的丁苯橡胶(sbr)，在低温环境下循环过充中具有强吸液效果，能有效增强极片的浸润
2、技术方案如下：
3、一种粘结剂，包括交联的sbr；
4、于1atm、60℃下，将所述交联的sbr浸没于碳酸乙烯酯中48h，所述交联的sbr在所述碳酸乙烯酯中的溶胀度表示为q，q≥90％；
5、其中，q＝(w2-w1)/w1×100％，w1为所述交联的sbr浸没前的质量，w2为所述交联的sbr在所述碳酸乙烯酯中浸没48h后的质量。
6、sbr具有优异的粘结能力，能够将活性物质粘附和保持在集流体上，增强活性物质和导电剂之间，活性物质和集流体之间的电子接触；在循环过充中，交联的sbr在电解液中能够溶胀而不溶解，在不同使用环境下，尤其在低温环境下循环过充中，由于交联的sbr具有强吸液效果，能有效增强极片的浸润性，锂离子传输的通道不会“干涸”，而是不断搭建离子传输通道，让锂可以有效在正负极之间脱锂和嵌锂，显著地提升电芯的动力学性能，提升电芯的存储性能、倍率性能、低温性能和循环性能。另外，交联的sbr还含有大量的柔性基团，具有很高的弹性，可以抑制电极活性物质在放电过程中嵌锂时的体积膨胀，抑制极片反弹，还能够防止极片因高膨胀导致脱粉，稳定极片结构，避免电芯短路的问题，有利于延长电芯的使用寿命。
7、在其中一个实施例中，90％≤q≤280％，满足此要求的交联的sbr，在不同使用环境下，尤其在低温环境下循环过充中，由于交联的sbr具有强吸液效果，能有效增强极片的浸润性，锂离子传输的通道不会“干涸”，不断搭建离子传输通道，让锂可以有效在正负极之间脱锂和嵌锂，能够更好地防止极片因高膨胀后脱粉而导致电芯短路的同时又能够提升电芯的存储性能，倍率性能，低温性能和循环性能。
8、在其中一个实施例中，交联的sbr的交联密度为3.0*10-5mol/cm3～11.5*10-5mol/cm3，交联程度适中，能够更好地防止极片因高膨胀后脱粉而导致电芯短路的同时又能够提升电芯的存储性能，倍率性能，低温性能和循环性能。
9、在其中一个实施例中，所述交联的sbr的玻璃化转变温度(tg)为0.9℃～2.9℃，满足此要求的交联的sbr在高温下为软质橡胶，交联程度最佳，低温性能最好。具体地，在不同温度使用环境下，尤其在低温环境下循环过充中，由于交联的sbr具有强吸液效果，能有效增强极片的浸润性，锂离子传输的通道不会“干涸”，不断搭建离子传输通道，让锂可以有效在正负极之间脱锂和嵌锂，且能够更好地防止极片因高膨胀后脱粉而导致电芯短路的同时又能够提升电芯的存储性能，倍率性能，低温性能和循环性能。
10、在其中一个实施例中，所述交联的sbr为橡胶乳液，固含量为43％～49％，相比于未交联的sbr，交联的sbr的固体颗粒更多，在浆料中与主材(如活性物质和导电剂)粘附位点增多，和集流体的粘结会更强，剥离强度会提高，极片吸液能力提高，能够显著提高电池的循环性能和倍率性能。
11、在其中一个实施例中，所述交联的丁苯橡胶的弹性模量为0.30mpa～0.60mpa，将交联的sbr的弹性模量控制在较佳的范围内，能够减小极片厚度反弹，在电池长期的充放电过程中，内部结构越稳定越有利于使用寿命的延长。
12、在其中一个实施例中，所述交联的丁苯橡胶的拉伸强度为0.80mpa～1.20mpa，将交联的sbr的拉伸强度控制在较佳的范围内，能够减小极片厚度反弹，在电池长期的充放电过程中，内部结构越稳定越有利于使用寿命的延长。
13、本专利技术还提供一种如上所述的粘结剂的制备方法，包括如下步骤：
14、将硫化剂和丁苯胶乳混合，发生硫化反应，制备所述交联的sbr。
15、本专利技术通过硫化剂和丁苯胶乳发生硫化反应制备交联的sbr，操作简单，工艺可控。
16、在其中一个实施例中，所述硫化剂和丁苯胶乳质量比为(0.004～0.025)：1，通过调节硫化剂和丁苯胶乳的质量比为(0.004～0.025)：1，使交联的sbr的交联密度为3.0*10-5mol/cm3～11.5*10-5mol/cm3，在保证其粘结作用的同时，使其在电解液中的溶胀度控制在合适范围内，使极片的浸润性提高，提升电芯的存储性能，倍率性能，低温性能和循环性能。
17、在其中一个实施例中，所述丁苯胶乳的重均分子量为20万～100万，如此设计，在保证交联的sbr粘结作用的同时，使其在电解液中的溶胀度控制在合适范围内，使极片的浸润性提高，以及使交联的sbr的弹性模量控制在较佳的范围内，减小极片厚度反弹，在电池长期的充放电过程中，内部结构越稳定越有利于使用寿命的延长，综合提升电芯的存储性能，倍率性能，低温性能和循环性能。
18、在其中一个实施例中，所述丁苯胶乳的玻璃化转变温度为-3℃～0.8℃，满足此要求的丁苯胶乳，更有利于制备性能优异的交联的sbr，进而提高电池的存储性能，倍率性能，低温性能和循环性能。
19、在其中一个实施例中，所述丁苯胶乳的固含量为38％～42％，满足此要求的丁苯胶乳，更有利于和硫化剂反应制备性能优异的交联的sbr，进而提高电池的存储性能，倍率性能，低温性能和循环性能。
20、在其中一个实施例中，所述硫化剂选自硫单质、纳米硒、硫给予体和硫的过氧化物中的一种或几种的混合。选用这些硫化剂，硫化时间短，降低生产成本，硫化后橡胶的耐热性好，无腐蚀，无污染，并且硫化后橡胶永久变形小，适用范本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种粘结剂，其特征在于，包括交联的丁苯橡胶；
2.根据权利要求1所述的粘结剂，其特征在于，满足如下(1)～(5)中的至少一项：
3.一种权利要求1或2所述的粘结剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
4.根据权利要求3所述的粘结剂的制备方法，其特征在于，满足如下(1)～(6)中的至少一项：
5.根据权利要求3或4所述的粘结剂的制备方法，其特征在于，还包括将苯丙橡胶和聚丙烯酸酯中的至少一种与硫化剂混合的步骤。
6.一种极片，其特征在于，包括集流体及设于所述集流体表面的活性层；
7.根据权利要求6所述的极片，其特征在于，所述活性层包括如下质量百分比的组分：
8.根据权利要求6或7所述的极片，其特征在于，满足如下(5)～(6)中的至少一项：
9.根据权利要求6或7所述的极片，其特征在于，所述极片粘结剂还包括聚合物类辅助粘结剂，满足如下(7)～(8)中的至少一项；
10.一种电池，其特征在于，所述包括权利要求7或9所述的极片。
11.一种用电装置，其特征在于，所述
...【技术特征摘要】
1.一种粘结剂，其特征在于，包括交联的丁苯橡胶；
2.根据权利要求1所述的粘结剂，其特征在于，满足如下(1)～(5)中的至少一项：
3.一种权利要求1或2所述的粘结剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
4.根据权利要求3所述的粘结剂的制备方法，其特征在于，满足如下(1)～(6)中的至少一项：
5.根据权利要求3或4所述的粘结剂的制备方法，其特征在于，还包括将苯丙橡胶和聚丙烯酸酯中的至少一种与硫化剂混合的步骤。
6.一种极片，其特征在于，包括集流体及...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵波，肖文武，
申请(专利权)人：厦门海辰储能科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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