【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及高分子材料，具体涉及锂电池储能装备高分子材料技术，更具体的涉及一种水性聚合物基粘结剂，还涉及一种使用该水性聚合物基粘结剂的负极。
技术介绍
1、近年来随着科技的发展，锂电池凭借高电压、高能量密度、良好的循环性能、低自放电等突出优势在人们生活中的应用越来越广泛，电动汽车、手机、笔记本电脑、航空航天等各行各业锂离子电池随处可见。作为锂电池低电位端的锂电池负极，其负极材料的成本和性能对锂电池装备起着至关重要的作用。锂离子电池主要由正极、负极、隔膜以及电解液构成。当电池通过外部电路连通时，由于正负两个电极的锂化学势不同，化学反应在电极上进行，伴随着锂离子在电池内部进行转移过程，电子则通过外部电路形成电流。
2、锂离子电池由五部分构成：电池外壳、正极极片、隔膜、负极极片和电解质。粘结剂在负极材料中起着构建高效、均匀、稳定的导电/离子传输网络的作用，粘结剂的存在微观尺度上保证了极片良好电接触和均匀的电流密度，使氧化还原反应能够正常进行。传统的cmc或sbr等胶粘剂的功能较为单一，尤其典型的传统sbr胶黏剂主要由丁二烯-苯乙烯-丙烯酸经低温乳液聚合而成，简单的软硬单体共聚结构以及聚合链中残留的-c＝c-不饱和双键，使本身具有明显的不耐老化和不耐氧化性，同时在经过电池极片的重复循环电性能测试后，溶胀性能和对集流体的粘附作用都有出现明显的下降，严重影响了锂电池的循环使用寿命。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术提供了一种水性聚合物基粘结剂和负极，以解决现有水性聚合物基粘
2、第一方面，本专利技术提供了一种水性聚合物基粘结剂，按质量份计包括35～45份聚合物ⅰ、25～40份聚合物ⅱ、10～25份聚合物ⅲ、1～5份胶体稳定剂、0.2～2份ph调节剂和水；
3、所述聚合物ⅰ为ch2＝ch-coor1单体聚合而成，所述r1为h或c1-c8的烷烃基；
4、所述聚合物ⅱ为ch2＝c(ch3)-coor2、ch(r3)＝c(r4)-c6h4(r5)和ch(r6)＝ch(r7)中至少两种单体聚合而成，所述r2为h或c1-c8的烷烃基，所述r3、r4和r5均为h或c1-c2的烷烃基，所述r6为h或c1-c10的烷烃基，所述r7为氰基、羧基或者氨基；
5、所述聚合物ⅲ为ch2＝c(r8)-co-n(r9)(r10)、ch(r11)＝c(r12)-coo-r13-oh、ch(r14)＝c(r15)-coo-r16-(c2h3o)、ch(r17)＝c(r18)-co-n(r19)(r20-co-r21)和ch(r22)＝c(r23)-c6h4-c(r24)＝ch(r25)中的至少两种单体聚合而成，所述r8为h或ch3，所述r9和r10均为h或c1-c10的烷烃基，所述r11和r12均为h或c1-c2的烷烃基，所述r13为c1-c10的烷烃基，所述r14和r15均为h或c1-c2的烷烃基，所述r16为c1-c10的烷烃基，所述r17、r18和r19均为h或c1-c2的烷烃基，所述r20和r21均为c1-c5烷烃基，所述r22、r23、r24和r25均为h或c1-c2的烷烃基。
6、本专利技术水性聚合物基粘结剂包括聚合物ⅰ、聚合物ⅱ和聚合物ⅲ。其中，聚合物ⅰ通过一种或两种以上丙烯酸酯类单体在纯水介质中通过乳液聚合而成的聚合丙烯酸酯，该聚合物在本专利技术中充当软链结构的作用。还具有提高粘结剂柔韧性，使体系具有较好的延展性能的作用。调整粘结剂玻璃化转变温度，使其在低温下使用时能保持较好的力学性能。提高粘结剂对电解液的亲和性，使体系具备良好的吸液性能。提高粘结性能和耐老化性能等作用。聚合物ⅱ由一种或两种以上甲基丙烯酸酯类单体、苯乙烯、丙烯腈等单体在纯水介质中聚合而成的聚合物硬链结构，能够提高体系的内聚力和力学强度，起到抑制极片反弹的作用，提高粘结强度，且化学稳定性优良。聚合物ⅲ由一种或两种以上丙烯酰胺、含羟基的丙烯酸羟烷基酯、丙烯酸缩水甘油酯、双酮丙烯酰胺、二乙烯苯等功能性单体或交联型的二乙烯苯在纯水介质中聚合而成，能够改性交联结构，提高内聚力。通过引入极性基团，提高对集流体的粘附作用力；引入含n、o等元素的辅助锂离子传输功能团，提高锂离子在粘结剂内部的传输性能，提高循环电性能。
7、优选的，所述r1为c4-c8的烷烃基或其异构体。
8、优选的，所述r2为c2-c4的烷烃基，所述r6为h或c2-c5的烷烃基。
9、优选的，所述胶体稳定剂为聚乙烯醇、羟甲基纤维素、羟乙基纤维素和n-乙烯基吡咯烷酮中的至少一种，所述胶体稳定剂的分子量为3000～20000。
10、优选的，所述ph调节剂为氨水、小苏打、lioh、氢氧化钠或者有机氨。
11、优选的，所述聚合物ⅰ的制备方法按质量份计包括以下步骤：
12、预乳化：提供50～60份ch2＝ch-coor1单体、40～50份纯水、0.5～6份乳化剂和0.1～1份引发剂，先将20～25份纯水和全部乳化剂混合，搅拌均匀，再边搅拌边加入ch2＝ch-coor1单体，制得预乳化液；
13、制备聚合物ⅰ：向反应釜中添加20～25份纯水和20％～30％的前述预乳化液，搅拌并升温至70～76℃，加入0.03～0.5份引发剂，保温30～60min后向反应釜中滴加剩余的前述预乳化液和剩余引发剂，80～86℃下保温30～60min，制得聚合物ⅰ。
14、优选的，在预乳化步骤中，所述乳化剂包括阴离子乳化剂和/或非离子型乳化剂，所述阴离子乳化剂为烷基磺酸钠、硬脂酸盐和油酸盐中的至少一种，所述非离子型乳化剂脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚、脂肪酸聚氧乙烯酯、失水山梨醇脂肪酸酯和聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸脂中的至少一种；
15、所述引发剂为过硫酸铵、过硫酸钠、过硫酸钾和过氧化钠中的至少一种。
16、优选的，所述聚合物ⅱ的制备方法按质量份计包括以下步骤：
17、预乳化：提供总质量份为40～50份的聚合物ⅱ单体、40～50份纯水、0.5～6份乳化剂和0.1～1份引发剂，先将20～25份纯水和全部乳化剂混合，搅拌均匀，再边搅拌边加入聚合物ⅱ单体，制得预乳化液；
18、制备聚合物ⅱ：向反应釜中添加20～25份纯水和20％～30％的前述预乳化液，搅拌并升温至70～76℃，加入0.03～0.5份引发剂，保温30～60min后向反应釜中滴加剩余的前述预乳化液和剩余引发剂，80～86℃下保温30～60min，制得聚合物ⅱ；
19、所述聚合物ⅱ单体包括ch2＝c(ch3)-coor2、ch(r3)＝c(r4)-c6h4(r5)和ch(r6)＝ch(r7)中至少两种单体。
20、优选的，所述聚合物ⅲ的制备方法按质量份计包括以下步骤：
21、预乳化：提供总质量份为40～50份的聚合物ⅲ单体、40～50份纯水、0.5～6份乳化剂和0.1～1份引发剂，先将20～25份纯水和本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种水性聚合物基粘结剂，其特征在于，按质量份计包括35～45份聚合物Ⅰ、25～40份聚合物Ⅱ、10～25份聚合物Ⅲ、1～5份胶体稳定剂、0.2～2份pH调节剂和水；
2.如权利要求1所述的水性聚合物基粘结剂，其特征在于，所述R1为C4-C8的烷烃基或其异构体。
3.如权利要求1所述的水性聚合物基粘结剂，其特征在于，所述R2为C2-C4的烷烃基，所述R6为H或C2-C5的烷烃基。
4.如权利要求1所述的水性聚合物基粘结剂，其特征在于，所述胶体稳定剂为聚乙烯醇、羟甲基纤维素、羟乙基纤维素和N-乙烯基吡咯烷酮中的至少一种，所述胶体稳定剂的分子量为3000～20000。
5.如权利要求1所述的水性聚合物基粘结剂，其特征在于，所述pH调节剂为氨水、小苏打、LiOH、氢氧化钠或者有机氨。
6.一种如权利要求1-5任一项所述的水性聚合物基粘结剂，其特征在于，所述聚合物Ⅰ的制备方法按质量份计包括以下步骤：
7.如权利要求6所述的水性聚合物基粘结剂，其特征在于，在预乳化步骤中，所述乳化剂包括阴离子乳化剂和/或非离子型乳化剂
8.一种如权利要求1-5任一项所述的水性聚合物基粘结剂，其特征在于，所述聚合物Ⅱ的制备方法按质量份计包括以下步骤：
9.一种如权利要求1-5任一项所述的水性聚合物基粘结剂，其特征在于，所述聚合物Ⅲ的制备方法按质量份计包括以下步骤：
10.一种负极，其特征在于，包括权利要求1-5任一项所述的水性聚合物基粘结剂。
...【技术特征摘要】
1.一种水性聚合物基粘结剂，其特征在于，按质量份计包括35～45份聚合物ⅰ、25～40份聚合物ⅱ、10～25份聚合物ⅲ、1～5份胶体稳定剂、0.2～2份ph调节剂和水；
2.如权利要求1所述的水性聚合物基粘结剂，其特征在于，所述r1为c4-c8的烷烃基或其异构体。
3.如权利要求1所述的水性聚合物基粘结剂，其特征在于，所述r2为c2-c4的烷烃基，所述r6为h或c2-c5的烷烃基。
4.如权利要求1所述的水性聚合物基粘结剂，其特征在于，所述胶体稳定剂为聚乙烯醇、羟甲基纤维素、羟乙基纤维素和n-乙烯基吡咯烷酮中的至少一种，所述胶体稳定剂的分子量为3000～20000。
5.如权利要求1所述的水性聚合物基粘结剂，其特征在于，所述ph调节剂为氨水、小苏打、lioh、氢氧化钠或者有机氨。
6.一种如权利要求...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴朝森，李伟，刘志滨，
申请(专利权)人：惠州普赛达新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：
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