【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于锂离子电池，具体涉及一种锂离子电池用复合粘结剂及其制备方法，还涉及该锂离子电池用复合粘结剂在制备锂离子电池中的应用。
技术介绍
1、锂离子电池(lib)因其比容量高、循环稳定性好、绿色环保等优点，广泛应用于便携式电子设备和电动汽车领域，是现阶段发展的理想储能装置。目前随着电动汽车市场规模的不断扩大，对电池比容量提出了更高要求的同时，越来越关注电池的安全及快充性能，因此开发综合性能优异的lib成为电池领域的研究热点。正负极是锂离子电池的重要组成部分，主要由活性材料、导电剂和粘结剂构成，其中，粘结剂的作用是将活性材料和导电剂粘覆在集流体上，使电子在lib内部可以形成从活性材料到导电剂，再从集流体到外部电路的循环。通常粘结剂用量为正负极材料的2-5％，占比很小，但对电极的结构和形貌起到关键性作用。此外，粘结剂除了具有粘结作用外，还能够在充放电时，缓解活性材料在锂离子自由穿梭过程中的体积膨胀收缩，稳定极片的内部结构，从而保证良好的循环稳定性能。
2、聚偏氟乙烯(pvdf)作为一种非极性、半结晶高分子材料，具有电化学性能稳定、介电常数高、粘结性好、价格低廉等优点，是锂离子电池正极的常用粘结剂。但是pvdf在有机电解质溶液中易溶胀为凝胶态，造成极片结构变化，电极材料与集流体粘附力下降，致使电池循环性能下降，高温时这种现象更为明显；由于pvdf分子链在高电流密度下多次循环后倾向于收缩和向表面溶出，使得电极内部颗粒严重团聚，甚至使电极材料从集流体表面脱落并产生裂纹，造成锂离子电池的放电容量随充放循环进行迅速下降，并在电
3、公开号为cn110137498a的中国专利申请公开了一种新能源汽车锂电池用粘结剂及其制备方法，该粘结剂为水系粘结剂，由含羧基官能团高分子a，含羟基官能团高分子b，含双氨基官能团高分子c制备而成。其制备方法是将a、b、c分别在容器中搅拌溶解，再按质量比40-50:20-30:20-30放入高压釜内，添加引发剂d，在100-120℃的恒温条件下不断搅拌10-12h，冷却至室温即制得新能源汽车锂电池用粘结剂，该粘结剂具有较高的粘结强度及优越的可塑性，制得的浆料能够长时间保存不发生相分离，工艺简单，但是制备的极片膨胀率及剥离强度还有待提高。公开号为cn112615006a的中国专利申请公开了一种复合型粘结剂，其包括pvdf和水性粘结剂，能稳定离子在正极材料中穿梭引起的体积膨胀和收缩，电池循环过程中的库伦效率高达99％，满足储能充电系统对电池长寿命的要求，但随着水系粘结剂添加量的增加，与pvdf混料过程对水分湿度要求控制苛刻，需要在真空或气氛环境保护下，防止粉末受潮，生产成本高。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术有必要提供一种锂离子电池用复合粘结剂，其包括聚偏氟乙烯(pvdf)和超支化环氧聚合物(hbpe)，该复合粘结剂具有优秀的粘结强度，良好的机械性能，不仅能够缓冲电极体积膨胀，同时能够促进锂离子的迁移，故而提高锂离子电池的循环性能。
2、为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
3、本专利技术第一个方面提供了一种锂离子电池用复合粘结剂，其包括pvdf和超支化环氧聚合物。
4、进一步方案，所述超支化环氧聚合物的质量占两者质量之和的10％～30％，即超支化环氧聚合物的质量为pvdf和超支化环氧聚合物质量之和的10％～30％。
5、本申请利用超支化环氧聚合物(hbpe)具有特殊的超支化结构以及其高分子链上含有的大量羟基和环氧基等极性基团，赋予复合粘结剂优异的粘结性和润湿性，对活性材料和导电剂等实现良好的包覆，使得极片结构更加稳定，并促进锂离子在电极颗粒表面和电解质界面处的传导。并且该复合粘结剂柔韧性好，能够有效缓解锂离子电池在充放电时，即脱嵌锂过程中产生的体积膨胀收缩。综合来说，本申请中的复合粘结剂不仅能够赋予极片优异的粘结强度，同时在电池的循环性能和倍率性能等电化学性能上具有明显的提升。
6、进一步方案，所述超支化环氧聚合物由低分子量环氧树脂、三羟甲基丙烷和催化剂缩聚反应得到。以低分子量环氧树脂和三羟甲基丙烷为原料，通过双官能单体a2+三官能单体b3一步缩聚得到超支化环氧聚合物hbpe，
7、本申请中的超支化环氧聚合物具有如下的结构式：
8、
9、具体的说，将低分子量环氧树脂和三羟甲基丙烷于40-50℃下，搅拌均匀直至混合物变透明；加入催化剂，保护气氛下升温至90-110℃，反应48-60h；反应结束后，冷却至室温，先将混合物溶剂在二氯甲烷中，然后将溶液倒入甲醇中析出沉淀物，沉淀物用甲醇洗涤2-4次，以充分除去催化剂和未反应单体，最后干燥获得的淡黄色固体产物，即为超支化环氧聚合物(hbpe)。
10、进一步方案，所述低分子量环氧树脂为环氧当量＜250的缩水甘油醚型环氧树脂、缩水甘油酯型环氧树脂、缩水甘油胺型环氧树脂或脂环族环氧化物；
11、进一步方案，所述催化剂为苄基三乙基氯化铵、四丁基溴化铵、四丁基氯化铵或四丁基硫酸氢铵。
12、进一步方案，所述低分子量环氧树脂和三羟甲基丙烷的摩尔比为2.8～3：1。
13、进一步方案，所述催化剂的质量为所述低分子量环氧树脂质量的1％～2％。
14、进一步方案，所述复合粘结剂还包括有机溶剂，所述的有机溶剂可以为本领域中常规的用于制备极片涂覆浆料常用的溶剂，优选的，所述有机溶剂为nmp。
15、进一步方案，所述复合粘结剂中，hbpe和pvdf质量之和与有机溶剂的质量比为0.8～1：20。
16、可以理解的是，本申请中复合粘结剂还可以根据性能需要添加本领域中常规的功能助剂，如增稠剂、润湿剂等，这里不再一一赘述。
17、本专利技术第二个方面提供了一种如本专利技术第一个方面所述的锂离子电池用复合粘结剂的制备方法，包括以下步骤：
18、将低分子量环氧树脂和三羟甲基丙烷于40-50℃下，搅拌均匀直至混合物变透明；加入催化剂，保护气氛下升温至90-110℃，反应48-60h，制得超支化环氧聚合物；
19、将pvdf粉末溶解于有机溶剂中，搅拌12-16h后加入超支化环氧聚合物，继续搅拌至完全溶解，制得锂离子电池用复合粘结剂。
20、本专利技术第三个方面提供了一种锂离子电池正极浆料，包含本专利技术第一个方面所述的锂离子电池用复合粘结剂。
21、可以理解的是，所述锂离子电池正极浆料还包括活性材料、导电剂等，在此不再一一赘述。
22、在本专利技术的一些具体的实施方式中，由正极活性物质、导电剂和锂离子电池用复合粘结剂按照质量比8：1：1配料均浆形成。
23、本专利技术第四个方面提供了一种锂离子电池正极极片，由本专利技术第三个方面所述的正极浆料涂布于正极集流体上获得。
24、本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种锂离子电池用复合粘结剂，其特征在于，其包括PVDF和超支化环氧聚合物。
2.如权利要求1所述的锂离子电池用复合粘结剂，其特征在于，所述超支化环氧聚合物的质量占PVDF和超支化环氧聚合物质量之和的10％～30％。
3.如权利要求1或2所述的锂离子电池用复合粘结剂，其特征在于，所述超支化环氧聚合物由低分子量环氧树脂、三羟甲基丙烷和催化剂缩聚反应得到；
4.如权利要求3所述的锂离子电池用复合粘结剂，其特征在于，所述低分子量环氧树脂和三羟甲基丙烷的摩尔比为2.8～3：1。
5.如权利要求3所述的锂离子电池用复合粘结剂，其特征在于，所述催化剂的质量为所述低分子量环氧树脂质量的1％～2％。
6.如权利要求1或2所述的锂离子电池用复合粘结剂，其特征在于，所述复合粘结剂还包括有机溶剂；
7.一种如权利要求1-6任一项所述的锂离子电池用复合粘结剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
8.一种锂离子电池正极浆料，其特征在于，包含权利要求1-6任一项所述的锂离子电池用复合粘结剂；
9.一种锂离子电
10.一种锂离子电池，其特征在于，含有如权利要求9所述的锂离子电池正极片。
...【技术特征摘要】
1.一种锂离子电池用复合粘结剂，其特征在于，其包括pvdf和超支化环氧聚合物。
2.如权利要求1所述的锂离子电池用复合粘结剂，其特征在于，所述超支化环氧聚合物的质量占pvdf和超支化环氧聚合物质量之和的10％～30％。
3.如权利要求1或2所述的锂离子电池用复合粘结剂，其特征在于，所述超支化环氧聚合物由低分子量环氧树脂、三羟甲基丙烷和催化剂缩聚反应得到；
4.如权利要求3所述的锂离子电池用复合粘结剂，其特征在于，所述低分子量环氧树脂和三羟甲基丙烷的摩尔比为2.8～3：1。
5.如权利要求3所述的锂离子电池用复合粘结剂，其特征...
【专利技术属性】
技术研发人员：王思学，岑波，郭晓峰，余陶，
申请(专利权)人：合肥国轩高科动力能源有限公司，
类型：发明
国别省市：
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