【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及锂离子电池，具体涉及锂离子电池用粘结剂、极片、电解质膜及制备方法。
技术介绍
1、由于锂离子电池较高的能量密度，低记忆效应等特性，锂离子电池已经广泛应用于电动汽车，电子产品，储能等领域，但是由于采用易燃，易泄漏的电解液，现有的锂离子电池存在燃烧爆炸的隐患，安全性还需进一步提高。此外，由于液态电池暂时无法匹配高电压正极以及将高能量密度的负极很好的运用起来，以至于电池的能量密度无法进一步提高。因此，利用具有高安全特性的固态电解质作为易燃电解液的替代，是目前科研人员和电池业界提升电池安全性的有效策略。
2、目前，硫化物基固态电解质由于其高的离子电导率以及良好的柔性等优势脱颖而出。硫化物全固态电池的正负极以及电解质膜的制备主要分为两条主要路线：干法和湿法。干法工艺主要通过混料高压压制方式，能制备出高负载的正负极，但很难制备出理想厚度的电解质膜，且目前干法工艺的设备处于开发阶段。湿法工艺主要是通过混浆涂布的方式，湿混使得组分之间分散更均匀，且能通过调整刮刀缝制备出合适厚度的膜片。此外，湿法工艺与现有液态工艺设备高度匹配，因此具有产业化潜力。
3、其中，湿法工艺需要将硫化物电解质，粘结剂，导电剂，活性物质分散在溶剂中，溶剂和硫化物电解质的兼容性很重要，采用和硫化物电解质兼容性好的溶剂能保证制备出的电解质膜具有高的离子传导率，制备出的极片具有高的比容量。而粘结剂是湿法工艺中的关键材料，需要具有高的粘附力，才能够将硫化物电解质粘附成膜，将电极活性材料，导电剂，硫化物电解质粘附在集流体上。若是粘结剂含有一定数
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的技术问题是：在制备硫化物基全固态电池时，存在粘结剂的粘度不够和对硫化物电解质包覆，使制备出的电极活性物质性能不充分发挥的问题；本专利技术提供锂离子电池用粘结剂、极片、电解质膜及制备方法。
2、本专利技术为了解决上述技术问题，第一方面是提供一种锂离子电池用粘结剂，所述锂离子电池用粘结剂包括乙烯丙烯酸酯共聚物，所述乙烯丙烯酸酯共聚物中酯基的重量与所述乙烯丙烯酸酯共聚物的重量之比小于30%。
3、本专利技术的有益效果是：通过调节使乙烯丙烯酸酯共聚物中酯基的含量小于30wt%，使粘结剂具有高粘附力，满足制备电池极片和电解质膜的需求，且粘结剂能够溶解于对硫化物固态电解质兼容的低极性溶剂中，从而避免溶剂对硫化物电解质性能造成的不利影响。
4、在上述技术方案的基础上，本专利技术还可以做如下改进。
5、进一步，所述锂离子电池用粘结剂还包括锂盐。
6、采用上述进一步方案的有益效果是：本专利技术中高极性的所述乙烯丙烯酸酯共聚物中酯基的氧能够与锂盐中的锂离子配位，使锂盐能够容易离解，同时乙烯丙烯酸酯共聚物的链段能够移动，使添加有锂盐的乙烯丙烯酸酯共聚物具有良好的锂离子传导能力，从而使粘结剂具有导锂能力，避免了粘结剂包覆在活性物质、固态电解质表面降低其导锂能力，有效解决了使用粘结剂恶化锂离子电池性能这一技术难点。
7、进一步，所述锂离子电池用粘结剂满足以下条件中的至少一个：
8、a、所述乙烯丙烯酸酯共聚物中酯基的重量为所述乙烯丙烯酸酯共聚物重量的1%-30%；
9、b、所述乙烯丙烯酸酯共聚物包括乙烯丙烯酸甲酯、乙烯丙烯酸乙酯、乙烯丙烯酸丁酯中的任意一种或至少两种的组合；
10、c、所述锂盐包括双三氟甲磺酰亚胺锂、双氟磺酰亚胺锂、六氟磷酸锂、高氯酸锂、四氟硼酸锂、双草酸硼酸锂、三氟甲磺酸锂、二氟草酸硼酸锂、六氟砷酸锂、二氟磷酸锂中的任意一种或至少两种的组合；
11、d、所述锂盐的重量与所述乙烯丙烯酸酯共聚物的重量比值为0.01%-300%。
12、采用上述进一步方案的有益效果是：通过调节使所述乙烯丙烯酸酯共聚物中酯基的含量占所述乙烯丙烯酸酯共聚物的重量百分含量为1%-30%，可以使本专利技术的导锂粘结剂具有较优的粘附力，且和锂盐作用后具有较优的导锂性能；通过采用上述锂盐具有更高的离子电导率和电池性能；使所述锂盐的含量占所述乙烯丙烯酸酯共聚物的重量百分含量为0.01%-300%具有更好的电池性能；
13、本专利技术第二方面是提供一种锂离子电池用极片，所述极片包括上述任一项所述锂离子电池用粘结剂。
14、采用上述方案的有益效果是：上述的锂离子电池用极片具有良好的锂离子传导能力。
15、本专利技术第三方面是提供锂离子电池用极片的制备方法，包括如下步骤：
16、将所述锂离子电池用粘结剂与活性物质、导电剂、第一固态电解质、第一溶剂混合均匀，得到第一浆料；
17、将所述第一浆料涂布在集流体上；
18、经过第一干燥后，得到所述锂离子电池用极片。
19、采用上述方案的有益效果是：本专利技术提供锂离子电池用极片使电池具有更好的电池性能。
20、进一步，所述第一溶剂的极性参数小于3.1，所述活性物质为正极活性物质或负极活性物质。
21、上述的正极活性物质种类没有特别限定，可以采用现有的三元正极材料、磷酸铁锂正极材料等，当活性物质为正极活性物质时，制得的极片为正极极片。上述负极活性物质没有特别限定，可以采用现有的石墨负极材料、硅碳负极材料和硅氧负极材料等，当活性物质为负极活性物质时，制得的极片为负极极片。
22、进一步，所述第一溶剂包括甲苯、二甲苯、正己烷、正庚烷、异丁酸异丁酯、乙酸己酯和丁酸丁酯中的至少一种；
23、所述锂离子电池用粘结剂与所述活性物质、所述导电剂、所述第一固态电解质的重量比为(0.5-5):100:(0.1-20):(5-30)；
24、所述第一干燥时，干燥温度为40℃-200℃，例如可以为40℃、50℃、80℃、100℃、150℃、180℃、200℃等；干燥时间为10min-48h，例如可以为10min，1h，2h，4h，6h，8h，10h，12h，24h，48h。
25、其中，第一溶剂的添加量只需要能够充分溶解粘结剂乙烯丙烯酸酯共聚物即可。上述的第一固态电解质包括li6ps5cl、li3ps4等。
26、本专利技术第四方面是提供一种锂离子电池用电解质膜，所述电解质膜包括上述任一项所述的锂离子电池用粘结剂。
27、采用上述方案的有益效果是：上述的锂离子电池用电解质膜具有良好的锂离子传导能力。
28、本专利技术第五方面是提供锂离子电池用电解质膜的制备方法，包括如下步骤：
29、将所述锂离子电池用粘结剂与第二溶剂、固态电解质混合均匀，得到第二浆料；
30、将所述第二浆料涂布在基底本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种锂离子电池用粘结剂，其特征在于，所述锂离子电池用粘结剂包括乙烯丙烯酸酯共聚物，所述乙烯丙烯酸酯共聚物中酯基的重量与所述乙烯丙烯酸酯共聚物的重量之比小于30%。
2.根据权利要求1所述锂离子电池用粘结剂，其特征在于，所述锂离子电池用粘结剂还包括锂盐。
3.根据权利要求2所述锂离子电池用粘结剂，其特征在于，所述锂离子电池用粘结剂满足以下条件中的至少一个：
4.一种锂离子电池用极片，其特征在于，所述极片包括权利要求1至3任一项所述锂离子电池用粘结剂。
5.基于权利要求4所述锂离子电池用极片的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述第一溶剂的极性参数小于3.1，所述活性物质为正极活性物质或负极活性物质。
7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述第一溶剂包括甲苯、二甲苯、正己烷、正庚烷、异丁酸异丁酯、乙酸己酯和丁酸丁酯中的至少一种；
8.一种锂离子电池用电解质膜，其特征在于，所述电解质膜包括权利要求1至3任一项所述的锂离子电池用粘结剂。>
9.基于权利要求8所述锂离子电池用电解质膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，所述第二溶剂包括甲苯、二甲苯、正己烷、正庚烷、异丁酸异丁酯、乙酸己酯和丁酸丁酯中的至少一种；
...【技术特征摘要】
1.一种锂离子电池用粘结剂，其特征在于，所述锂离子电池用粘结剂包括乙烯丙烯酸酯共聚物，所述乙烯丙烯酸酯共聚物中酯基的重量与所述乙烯丙烯酸酯共聚物的重量之比小于30%。
2.根据权利要求1所述锂离子电池用粘结剂，其特征在于，所述锂离子电池用粘结剂还包括锂盐。
3.根据权利要求2所述锂离子电池用粘结剂，其特征在于，所述锂离子电池用粘结剂满足以下条件中的至少一个：
4.一种锂离子电池用极片，其特征在于，所述极片包括权利要求1至3任一项所述锂离子电池用粘结剂。
5.基于权利要求4所述锂离子电池用极片的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
6.根据权利要求5所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：朱高龙，陈宁，刘青青，张庭菽，廖雪梅，吕星瑶，王建，
申请(专利权)人：四川新能源汽车创新中心有限公司，
类型：发明
国别省市：
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