【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及锂离子电池，尤其涉及一种用于锂离子电池的阻燃水性粘合剂及其制备方法。
技术介绍
1、随着全球的经济发展和科技进步，人们对能源的需求日益强烈，而传统的矿物能源不断枯竭，并且严重污染环境，这就需要积极开发利用新能源和新能源材料，例如，太阳能、生物质能、核能、风能、地热和海洋能等。蓄电池可以实现化学能和电能的转化，已经在人类生产和生活的许多领域得到广泛应用。但是随着交通工具、通讯技术和信息产业的快速发展，以及环境保护的要求，电动汽车、笔记本电脑和手机等产品对发展新型电源提出了很高的要求。这就使得开发新一代具有无污染、高能量密度、高功率密度、安全性能好、循环性能好和低成本的新型绿色电池成为必要。而二次锂离子电池与传统的二次电池(如铅蓄电池、镍镉电池、镍氢电池)相比具有工作电压高、比能量大、充放电寿命长、自放电率低、循环性能好等优点。因此，二次锂离子电池迅速成为二次电池中的佼佼者。近年来已在各种便携式电子产品和通讯工具中得到广泛应用，并被逐步开发为电动交通工具的动力电源。
2、商业化的锂二次电池的电极一般是由活性物质、导电剂、粘结剂和集流体组成。而粘结剂是锂二次电池电极中的非活性物质，是必不可少的关键材料之一，主要功能是将电极活性物质、导电剂和集流体粘结在一起，使电极活性物质间在保持一定孔隙率的前提下具有整体的连合性，同时也把电极材料牢固地固定在集流体上，避免活性物质颗粒在电池充、放电过程中脱落，降低集流体与电极材料间的阻抗。
3、目前，各厂家生产锂离子电池大都采用聚偏二氟乙烯(pvdf)作粘合剂，用
4、但是，现在市场上的水溶性粘合剂也存在着一些弊端。例如，中国科学院成都有机化学有限公司生产的la132水溶性粘结剂制得的lifepo4极片，由于极片较脆在卷绕过程中正极材料lifepo4容易脱落。因此，要避免这些问题的发生就要改进水溶性粘合剂的组分，使制得的粘合剂不仅要有良好的粘合作用，也能给极片提供良好的柔韧性，在正极极片卷绕过程中不会出现正极材料脱落的现象。
5、此外，锂离子电池具有能量密度高、重量轻和无记忆效应等优点,但其热稳定性较差,容易在一定条件下发生热失控。因此需要找到可靠的方法解决锂离子电池易燃的这个安全隐患。
6、公开号为cn108598486a的中国专利技术专利公开了一种以水为分散介质且采用了分别合成内核、过渡层、外壳的合成方法制备出锂离子电池水性粘合剂。该专利技术制备出的粘合剂乳液的机械稳定性好，在分散过程中不会出现团聚等破乳现象；表面张力较低，大大提高分散效率以及成膜性，但是，其内核的聚合物为丙烯酸酯类单体或混合物聚合物，此类物质易燃，存在一定的安全隐患。
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种用于锂离子电池的阻燃水性粘合剂及其制备方法，所制备的粘合剂以水作为分散介质，不仅绿色环保，并且粘度高还具有一定的阻燃性。
2、为解决上述技术问题，本专利技术提供一种用于锂离子电池的阻燃水性粘合剂的制备方法，包括：
3、将改性聚乙烯醇、丙酮、碱性羧酸盐、dopo、石墨烯和水混合，先在60～80℃下搅拌1～4h后，再升温至80～130℃，搅拌2～4h，得到混合溶液a；
4、将环氧乙烷、表面活性剂、三丁氧基乙基磷酸酯和水混合，得到混合溶液b，将所得混合溶液b升温至35～65℃，搅拌2～6h，加入引发剂和稳定剂，再搅拌1～4h，再加入交联剂，升温至65～75℃，搅拌0.5～2.5h，得到交联聚合物c；
5、向所述交联聚合物c中滴加所述混合溶液a，控制滴加的速度，在1～4h内滴加完成，并搅拌，温度控制在60～80℃，滴加完成后，降温至40℃以下，加入40％的氢氧化钠溶液调节ph值至6～8，得到水性粘合剂。
6、优选地，所述改性聚乙烯醇的制备方法为：将聚乙烯醇和l-半胱氨酸按质量比1：(2～5)溶解在去离子水中，并在60～70℃下搅拌2～4h后，加入到70％乙醇中后，过滤上清液，收集沉淀，即为改性聚乙烯醇。
7、优选地，所述改性聚乙烯醇、丙酮、碱性羧酸盐、dopo、石墨烯和水的质量比为(12～16)：(8～10)：(1～2)：(5～8)：(3～8)：(12～15)。
8、优选地，所述碱性羧酸盐为乙酸钠、乙酸钾、乙酸锌、乙酸锂中的任一种或多种。
9、优选地，所述环氧乙烷、表面活性剂、三丁氧基乙基磷酸酯和水的质量比为(20～25)：(5～8)：(12～15)：(30～45)。
10、优选地，所述表面活性剂为丙烯酰胺基异丙基磺酸盐、2-烯丙基醚-3-羟基丙烷-1-磺酸盐、乙烯基磺酸盐、烯丙基磺酸盐、甲基丙烯酸磺酸盐、苯乙烯磺酸盐中的任一种或多种。
11、优选地，所述引发剂为过硫酸铵、过硫酸钠、过硫酸钾、过氧化氢、过氧化叔丁醇、过氧化苯甲酰、偶氮二异丁咪唑啉盐酸盐中的一种或多种。
12、优选地，以重量百分比计，所述引发剂的用量为混合溶液b的1％～2.5％。
13、优选地，所述稳定剂为吩噻嗪、丁基化羟基甲苯、丁基化苯甲醚、无水异丙醇中的一种或多种。
14、优选地，以重量百分比计，所述稳定剂的用量为混合溶液b的1％～5％。
15、优选地，所述交联剂为n，n-亚甲基双丙烯酰胺、n-羟甲基丙烯酰胺、甲基丙烯酸乙酰乙酸乙二醇双酯、二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺、多乙烯多胺、氮吡啶、二异氰酸酯中的一种或多种。
16、优选地，以重量百分比计，所述交联剂的用量为混合溶液b的0.1％～1％。
17、本专利技术还提供一种用于锂离子电池的阻燃水性粘合剂，采用上述制备方法制备得到。
18、与现有技术相比，本专利技术的有益效果体现在：
19、1.本专利技术粘合剂以水为分散介质，取代了使用较广的有机溶剂，解决了锂电池用粘合剂的环保问题，是环保型粘合剂。
20、2.聚乙烯醇不仅具有较佳的粘接性，而且因其结构中含有大量亲水性基团羟基，这些羟基使得其在外部的干湿变化中表现出强烈的对水亲合作用，因此很容易对其进行改性。本专利技术使用l-半胱氨酸对聚乙烯醇进行改性，l-半胱氨酸不仅在水溶液中的溶解性好，分子结构简单，而且有丰富的官能团(羧基、氨基和巯基)，因此可在聚乙烯醇中引入氨基和羧基分支，在碱性羧酸盐的催化作用下，富含氨基的改性聚乙烯醇与丙酮可发生缩合反应，生成亚胺基，在高温下，并与dopo发生亲核反应生成新的具有阻燃效果的聚合物，同时具有良好的导电性能和耐热性能石墨烯可通过共价键结合到该聚合物中，因此提高了水性粘合剂的导电性能。
21、3.环氧乙烷可聚合生成聚氧乙烯，聚氧化乙烯具有良好的分散性和本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于锂离子电池的阻燃水性粘合剂的制备方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种用于锂离子电池的阻燃水性粘合剂的制备方法，其特征在于，所述改性聚乙烯醇的制备方法为：将聚乙烯醇和L-半胱氨酸按质量比1：(2～5)溶解在去离子水中，并在60～70℃下搅拌2～4h后，加入到70％乙醇中后，过滤上清液，收集沉淀，即为改性聚乙烯醇。
3.根据权利要求1所述的一种用于锂离子电池的阻燃水性粘合剂的制备方法，其特征在于，所述改性聚乙烯醇、丙酮、碱性羧酸盐、DOPO、石墨烯和水的质量比为(12～16)：(8～10)：(1～2)：(5～8)：(3～8)：(12～15)。
4.根据权利要求1所述的一种用于锂离子电池的阻燃水性粘合剂的制备方法，其特征在于，所述碱性羧酸盐为乙酸钠、乙酸钾、乙酸锌、乙酸锂中的任一种或多种。
5.根据权利要求1所述的一种用于锂离子电池的阻燃水性粘合剂的制备方法，其特征在于，所述环氧乙烷、表面活性剂、三丁氧基乙基磷酸酯和水的质量比为(20～25)：(5～8)：(12～15)：(30～45)。
6.根据
7.根据权利要求1所述的一种用于锂离子电池的阻燃水性粘合剂的制备方法，其特征在于，所述引发剂为过硫酸铵、过硫酸钠、过硫酸钾、过氧化氢、过氧化叔丁醇、过氧化苯甲酰、偶氮二异丁咪唑啉盐酸盐中的一种或多种；以重量百分比计，所述引发剂的用量为混合溶液B的1％～2.5％。
8.根据权利要求1所述的一种用于锂离子电池的阻燃水性粘合剂的制备方法，其特征在于，所述稳定剂为吩噻嗪、丁基化羟基甲苯、丁基化苯甲醚、无水异丙醇中的一种或多种；以重量百分比计，所述稳定剂的用量为混合溶液B的1％～5％。
9.根据权利要求1所述的一种用于锂离子电池的阻燃水性粘合剂的制备方法，其特征在于，所述交联剂为N，N-亚甲基双丙烯酰胺、N-羟甲基丙烯酰胺、甲基丙烯酸乙酰乙酸乙二醇双酯、二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺、多乙烯多胺、氮吡啶、二异氰酸酯中的一种或多种；以重量百分比计，所述交联剂的用量为混合溶液B的0.1％～1％。
10.一种用于锂离子电池的阻燃水性粘合剂，其特征在于，采用权利要求1-9中任意一项所述的方法制备得到。
...【技术特征摘要】
1.一种用于锂离子电池的阻燃水性粘合剂的制备方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种用于锂离子电池的阻燃水性粘合剂的制备方法，其特征在于，所述改性聚乙烯醇的制备方法为：将聚乙烯醇和l-半胱氨酸按质量比1：(2～5)溶解在去离子水中，并在60～70℃下搅拌2～4h后，加入到70％乙醇中后，过滤上清液，收集沉淀，即为改性聚乙烯醇。
3.根据权利要求1所述的一种用于锂离子电池的阻燃水性粘合剂的制备方法，其特征在于，所述改性聚乙烯醇、丙酮、碱性羧酸盐、dopo、石墨烯和水的质量比为(12～16)：(8～10)：(1～2)：(5～8)：(3～8)：(12～15)。
4.根据权利要求1所述的一种用于锂离子电池的阻燃水性粘合剂的制备方法，其特征在于，所述碱性羧酸盐为乙酸钠、乙酸钾、乙酸锌、乙酸锂中的任一种或多种。
5.根据权利要求1所述的一种用于锂离子电池的阻燃水性粘合剂的制备方法，其特征在于，所述环氧乙烷、表面活性剂、三丁氧基乙基磷酸酯和水的质量比为(20～25)：(5～8)：(12～15)：(30～45)。
6.根据权利要求1所述的一种用于锂离子电池的阻燃水性粘合剂的制备方法，其特征在于，所述表面活性剂为丙烯...
【专利技术属性】
技术研发人员：胡天喜，李荐，蔡明军，戴建安，嵇建兴，
申请(专利权)人：浙江煌能新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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