【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及高分子材料合成和锂离子电池，更具体的是，本专利技术涉及一种锂离子电池负极用水性增稠分散剂及其制备方法。
技术介绍
1、在锂离子电池制程中，水性增稠分散剂的主要作用是将负极浆料分散均匀、防止浆料沉降；同时也将负极活性物质粘结在集流体上，维持极片结构稳定，所以也可以称为水性粘结剂。目前，水性增稠分散剂主要有纤维素类、聚丙烯酸类、聚氨酯类以及无机材料类，其中在锂电池中最常用的是纤维素类。对于石墨负极体系来说，水性增稠分散剂常用羧甲基纤维素钠(cmc)。羧甲基纤维素钠(cmc)和丁苯橡胶(sbr)体系的应用广泛，但cmc+sbr体系存在较多的不足：打胶时间长、粘结强度低，柔韧性差。
2、中国专利技术专利cn113527572b公开了“一种锂离子电池用水性增稠分散剂、水性及其制备方法”，具体通过“烯键式不饱和羧酸或烯键式不饱和羧酸酐与烯键式不饱和腈基单体共聚获得水性增稠分散剂，用于取代锂离子电池用中常用的cmc，应用于水性负极时，具有溶解速度快、用量少等优点”，但其主链结构为高极性的聚丙烯酸及聚丙烯腈等结构，玻璃化转变温度高，使用制备电极片时，烘干过程中随着水分挥发，电极片脆性增加，容易发生卷曲，开裂，折断，且还有力学性能不佳，可加工性能差，遇水膨胀等不足限制其广泛推广。
3、因此，提高水性增稠分散剂的柔韧性和力学性能，进而改善极片加工性能以及抑制其体积膨胀效应，延长电池的循环寿命，同时保障锂离子电池负极用水性增稠分散剂的粘度，保障浆料的分散性能是当前需要解决的关键技术问题。
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1、针对现有技术的不足，本专利技术的目的之一是提供一种锂离子电池负极用水性增稠分散剂，通过中间单体在主链中高效引入软单体，并控制硬单体和软单体的含量，同时引入交联单体，形成结构，在保证分散剂的粘度的同时，降低玻璃化温度，提高其柔韧性和力学性能。
2、本专利技术的目的之二是提供一种锂离子电池负极用水性增稠分散剂的制备方法，通过控制引发剂的添加次数和间隔时间，以及硬单体的添加方式和间隔时间，能够在主链中高效引入软单体，提高分散剂的产率。
3、本专利技术的目的之三是提供一种可用于厚涂的锂离子电池负极用水性，通过上述制备的水性增稠分散剂和sbr复配，取代中常用的cmc，应用于水性负极。
4、本专利技术提供的技术方案为：
5、一种锂离子电池负极用水性增稠分散剂，其分子链有硬段和软段两部分组成，并经交联剂交联形成空间网状结构，由以下成分按质量份组成：
6、形成硬段的硬单体为烯键式不饱和羧酸及其酸酐中的至少一种：59～75份；
7、形成软段的软单体为烯键式不饱和羧酸烷基酯中的至少一种：10～25份；
8、中间单体为甲基丙烯酸二甲氨基乙酯或者丙烯酸二甲氨基乙酯中的一种：5～20份；
9、交联剂为季戊四醇三丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸基醚或丙烯基蔗糖醚中的一种或两种：0.5～1.5份；
10、引发剂为偶氮二异庚腈、偶氮二异丁腈、过氧化苯甲酰和过氧化十二酰中的一种或两种：0.385～0.55份。
11、优选的是，硬单体为甲基丙烯酸或丙烯酸。
12、优选的是，软单体为丙烯酸异辛酯、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸异丁酯或者丙烯酸乙酯中的一种。
13、优选的是，引发剂为偶氮二异丁腈和偶氮二异庚腈的混合物，且质量比为1：1～2：1。
14、本专利技术还提供一种锂离子电池负极用水性增稠分散剂的制备方法，包括如下步骤：
15、步骤s1、在室温下取溶剂于反应釜中，使得单体浓度为8～20％；
16、其中，溶剂为乙酸乙酯和正己烷或环己烷按照质量比1：1～4：1的混合溶剂；
17、步骤s2、分别称取59～75份硬单体、5～20份中间单体、10～25份软单体、0.5～1.5份交联剂和0.35～0.5份引发剂；
18、将中间单体和所述软单体全部加入混合溶剂中得到混合溶液，加热混合溶液至60℃～70℃后，加入引发剂；
19、间隔时间t1后，全部加入硬单体或者滴加硬单体；
20、当且时，t1＝0，全部加入所述硬单体；
21、当且时，
22、
23、滴加所述硬单体且所述硬单体的滴加速度满足
24、其中，q1为软单体的共轭效应因子，q2为中间单体的共轭效应因子，e1为软单体的极性效应因子，e2为中间单体的极性效应因子，均为本质属性，t1为加入中间单体、软单体和引发剂后开始加入硬单体的间隔时间，vh为硬单体的滴加速度，mh为硬单体的总质量，tt为反应总时间；
25、步骤s3、当硬单体滴加完毕后，间隔时间t2后，继续加入0.035～0.05份引发剂，且间隔时间t2满足：
26、t2＝615.94c-0.1991；
27、其中，t2为硬单体滴加完毕后再加入引发剂的间隔时间，c为单体浓度；
28、步骤s4、当反应总时间达到6～7h时，停止反应；
29、步骤s5、将反应液抽滤获得固体产物，并用混合溶剂洗涤固体产物并抽滤，重复操作3～5次，在60～80℃下烘干获得锂离子电池负极用水性增稠分散剂。
30、优选的是，在步骤s1中，溶剂为乙酸乙酯和正己烷或环己烷按照质量比3：1的混合溶剂，且单体浓度为15％。
31、优选的是，在步骤s2中，引发剂为偶氮二异丁腈和偶氮二异庚腈的混合物，且质量比为1.5：1。
32、优选的是，在步骤s2中，加热混合溶液至65℃后，加入引发剂。
33、本专利技术还提供一种可用于厚涂的锂离子电池负极用水性增稠粘结剂，其包含上述的锂离子电池负极用水性增稠分散剂和丁苯橡胶。
34、优选的是，按照干重，相对于锂离子电池负极用水性增稠分散剂100份，包含丁苯橡胶50～75份。
35、与现有技术相比，本专利技术的有益效果：
36、(1)本专利技术设计开发的锂离子电池负极用水性增稠分散剂，能够通过中间单体在主链中高效引入软单体，并通过控制硬单体和软单体的含量，在保证分散剂的粘度的同时，降低玻璃化温度，提高其柔韧性和力学性能。
37、(2)本专利技术设计开发的锂离子电池负极用水性增稠分散剂的制备方法，通过控制引发剂的添加次数和间隔时间，以及硬单体的添加方式和间隔时间，能够在主链中高效引入软单体，提高所获得的分散剂的产率。
38、(3)本专利技术设计开发可用于厚涂的锂离子电池负极用水性增稠粘结剂，通过上述制备的水性增稠分散剂和sbr复配，取代中常用的cmc，应用于水性负极。
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1.一种锂离子电池负极用水性增稠分散剂，其特征在于，其分子链有硬段和软段两部分组成，并经交联剂交联形成空间网状结构，由以下成分按质量份组成：
2.如权利要求1所述的锂离子电池负极用水性增稠分散剂，其特征在于，所述硬单体为甲基丙烯酸或丙烯酸。
3.如权利要求2所述的锂离子电池负极用水性增稠分散剂，其特征在于，所述软单体为丙烯酸异辛酯、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸异丁酯或者丙烯酸乙酯中的一种。
4.如权利要求3所述的锂离子电池负极用水性增稠分散剂，其特征在于，所述引发剂为偶氮二异丁腈和偶氮二异庚腈的混合物，且质量比为1：1～2：1。
5.一种锂离子电池负极用水性增稠分散剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
6.如权利要求5所述的锂离子电池负极用水性增稠分散剂的制备方法，其特征在于，在所述步骤S1中，所述溶剂为乙酸乙酯和正己烷或环己烷按照质量比3：1的混合溶剂，且单体浓度为15％。
7.如权利要求5或6所述的锂离子电池负极用水性增稠分散剂的制备方法，其特征在于，在所述步骤S2中，所述引发剂为偶氮二异丁腈和
8.如权利要求7所述的锂离子电池负极用水性增稠分散剂的制备方法，其特征在于，在所述步骤S2中，加热所述混合溶液至65℃后，加入引发剂。
9.一种可用于厚涂的锂离子电池负极用水性增稠粘结剂，其包含权利要求1-8中任一项所述的锂离子电池负极用水性增稠分散剂和丁苯橡胶。
10.如权利要求9所述的可用于厚涂的锂离子电池负极用水性增稠粘结剂，其特征在于，按照干重，相对于锂离子电池负极用水性增稠分散剂100份，包含丁苯橡胶50～75份。
...【技术特征摘要】
1.一种锂离子电池负极用水性增稠分散剂，其特征在于，其分子链有硬段和软段两部分组成，并经交联剂交联形成空间网状结构，由以下成分按质量份组成：
2.如权利要求1所述的锂离子电池负极用水性增稠分散剂，其特征在于，所述硬单体为甲基丙烯酸或丙烯酸。
3.如权利要求2所述的锂离子电池负极用水性增稠分散剂，其特征在于，所述软单体为丙烯酸异辛酯、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸异丁酯或者丙烯酸乙酯中的一种。
4.如权利要求3所述的锂离子电池负极用水性增稠分散剂，其特征在于，所述引发剂为偶氮二异丁腈和偶氮二异庚腈的混合物，且质量比为1：1～2：1。
5.一种锂离子电池负极用水性增稠分散剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
6.如权利要求5所述的锂离子电池负极用水性增稠分散剂的制备方法，其特征在...
【专利技术属性】
技术研发人员：熊贵渝，游厚江，付东兴，马保健，杨思莲，
申请(专利权)人：重庆硕盈峰新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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