本发明专利技术涉及电池技术领域，尤其是涉及一种水性粘结剂及其制备方法和电极极片。本发明专利技术提供的一种水性粘结剂，包括组分A、组分B和引发剂；所述组分A包括含有双键的功能单元修饰的水溶性高分子物质；所述组分B包括含有光敏基团的光敏高分子物质。本发明专利技术提供的水性粘接剂中，组分A和组分B可以通过共价键结合形成软包硬的微相结构，从而提高了水性粘接剂的模量和粘结力；将其用于硅基负极中，可有效抑制硅基负极的膨胀，赋予硅基负极较高的剥离强度；并且有利于节省电极极片的制备时间。
1、电化学储能电池，尤其是锂离子电池(libs)由于其高能量密度和功率密度，是解决电动汽车和混合电子设备日益增长的能量存储需求的最有前途的储能设备之一。优化电极结构被认为是实现优异电池性能的重要任务。在电极结构中，用于保持极片完整性和电化学循环的高分子粘结剂重要性显著，但受到的关注较少。目前，锂离子电池商用粘结剂体系已不能满足先进的电池材料和器件应用，尤其是基于硅基负极的高比能锂离子电池。
2、现有的水性粘结剂体系除了已经商用的cmc、sbr乳液、ptfe乳液等，粘结剂研究集中丙烯酸和丙烯酸酯类水性粘结剂领域，paa作为成熟的商业化产品，成本低廉，对硅基材料具备较好的粘结力，paa相比于cmc粘结剂有助于在循环过程中形成有效的sei层缓解锂离子在电极中的输运，从而提高电池的首效和循环性能。然而纯paa单元作为刚性的线性聚合物，单一作为粘结剂时难以有效抑制硅基负极的体积膨胀，存在极片脱粉等问题。通过对功能化的丙烯酸以及丙烯酸酯基聚合物进行有效的分子设计和改性，通过接枝、共聚、共混、交联等方式制备了改性丙烯酸和丙烯酸酯基水性粘结剂；然而，上述产品仍存在粘结剂模量低、剥离强度低、制备工艺反应时间长等问题，这极大限制了粘结剂的商业化应用。因此，通过聚合分子设计和制备工艺提高水性粘结剂模量、剥离强度、优化反应进程对粘结剂的商业化应用至关重要。
>1、本专利技术的第一目的在于提供一种水性粘结剂，提高了水性粘结剂的模量和粘结力；将其用于硅基负极中，可有效抑制硅基负极的膨胀，赋予硅基负极较高的剥离强度。2、本专利技术的第二目的在于提供一种上述水性粘结剂的制备方法。
3、本专利技术的第三目的在于提供一种电极极片。
4、为了实现本专利技术的上述目的，特采用以下技术方案：
5、本专利技术提供了一种水性粘结剂，包括组分a、组分b和引发剂；
6、所述组分a包括含有双键的功能单元修饰的水溶性高分子物质；
7、所述组分b包括含有光敏基团的光敏高分子物质。
8、进一步地，所述组分a的制备方法，包括如下步骤：
9、含有羟基的第一水溶性高分子化合物和第一单体进行接枝反应得到所述组分a；
10、所述第一单体中包括所述含有双键的功能单元，所述第一单体包括含有双键的可光固化单体。
11、进一步地，所述含有羟基的第一水溶性高分子化合物包括透明质酸、纤维素、纤维素衍生物、海藻酸、葡聚糖、琼脂糖、肝素、硫酸软骨素、卡拉胶、黄芪胶、黄原胶、结冷胶、瓜尔胶、阿拉伯胶、刺槐豆胶、淀粉、淀粉水解产物和淀粉衍生物中的至少一种；
12、和/或，所述含有双键的功能单元包括丙烯酰氧基、甲基丙烯酰氧基、乙烯和烯丙基中的至少一种。
13、进一步地，所述组分b的制备方法，包括如下步骤：
14、含有羧基和/或羟基的第二水溶性高分子化合物和含有光敏基团的单体反应得到所述组分b。
15、进一步地，所述含有羧基和/或羟基的第二水溶性高分子化合物包括聚醚衍生物、聚丙烯酸、聚丙烯酸酯、聚乙烯亚胺、有机硅树脂、聚氨酯、聚酰胺及其衍生物、透明质酸、羧甲基纤维素、甲基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基纤维素、海藻酸、葡聚糖、琼脂糖、肝素和硫酸软骨素中的至少一种；
16、和/或，所述光敏基团包括邻硝基苄基、邻硝基苄硫基、邻硝基苄胺基和香豆素基团中的至少一种。
17、进一步地，所述组分a和所组分b的质量比为25：1～1：25。
18、进一步地，所述引发剂包括水溶性的光引发剂；
19、和/或，所述引发剂的质量为所述组分a和所组分b的总质量的0.1％～5％。
20、本专利技术还提供了如上所述的水性粘结剂的制备方法，包括如下步骤：
21、组分a、组分b、引发剂和水混匀，得到所述水性粘结剂。
22、本专利技术还提供了一种电极极片，主要由如上所述的水性粘结剂、活性物和导电剂混合后，依次经涂覆、uv固化、干燥后得到。
23、进一步地，所述水性粘结剂的固含量为所述电极极片载量的1％～5％。
24、与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：
25、本专利技术提供的水性粘接剂为光偶联多功能交联的水性粘结剂，具有较高的模量和粘结力；将其用于硅基负极中，可有效抑制硅基负极的膨胀，赋予硅基负极较高的剥离强度，并且有利于节省电极极片的制备时间。
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【技术保护点】
1.一种水性粘结剂，其特征在于，包括组分A、组分B和引发剂；
2.根据权利要求1所述的水性粘结剂，其特征在于，所述组分A的制备方法，包括如下步骤：
3.根据权利要求2所述的水性粘结剂，其特征在于，所述含有羟基的第一水溶性高分子化合物包括透明质酸、纤维素、纤维素衍生物、海藻酸、葡聚糖、琼脂糖、肝素、硫酸软骨素、卡拉胶、黄芪胶、黄原胶、结冷胶、瓜尔胶、阿拉伯胶、刺槐豆胶、淀粉、淀粉水解产物和淀粉衍生物中的至少一种；
4.根据权利要求1所述的水性粘结剂，其特征在于，所述组分B的制备方法，包括如下步骤：
5.根据权利要求4所述的水性粘结剂，其特征在于，所述含有羧基和/或羟基的第二水溶性高分子化合物包括聚醚衍生物、聚丙烯酸、聚丙烯酸酯、聚乙烯亚胺、有机硅树脂、聚氨酯、聚酰胺及其衍生物、透明质酸、羧甲基纤维素、甲基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基纤维素、海藻酸、葡聚糖、琼脂糖、肝素和硫酸软骨素中的至少一种；
6.根据权利要求1所述的水性粘结剂，其特征在于，所述组分A和所组分B的质量比为25：1～1：25。
7.根据权利要求1所述的水性粘结剂，其特征在于，所述引发剂包括水溶性的光引发剂；
8.权利要求1～7任一项所述的水性粘结剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
9.一种电极极片，其特征在于，主要由权利要求1～7任一项所述的水性粘结剂、活性物和导电剂混合后，依次经涂覆、UV固化、干燥后得到。
10.根据权利要求9所述的电极极片，其特征在于，所述水性粘结剂的固含量为所述电极极片载量的1％～5％。
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【技术特征摘要】
1.一种水性粘结剂，其特征在于，包括组分a、组分b和引发剂；
2.根据权利要求1所述的水性粘结剂，其特征在于，所述组分a的制备方法，包括如下步骤：
3.根据权利要求2所述的水性粘结剂，其特征在于，所述含有羟基的第一水溶性高分子化合物包括透明质酸、纤维素、纤维素衍生物、海藻酸、葡聚糖、琼脂糖、肝素、硫酸软骨素、卡拉胶、黄芪胶、黄原胶、结冷胶、瓜尔胶、阿拉伯胶、刺槐豆胶、淀粉、淀粉水解产物和淀粉衍生物中的至少一种；
4.根据权利要求1所述的水性粘结剂，其特征在于，所述组分b的制备方法，包括如下步骤：
5.根据权利要求4所述的水性粘结剂，其特征在于，所述含有羧基和/或羟基的第二水溶性高分子化合物包括聚醚衍生物、聚丙烯酸、聚丙烯酸酯、聚乙烯亚胺、有机硅树脂...
【专利技术属性】
技术研发人员：周泽坤，齐圣光，刘一洲，唐舫成，汪加胜，
申请(专利权)人：广州鹿山新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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