【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于干电极，涉及一种干电极正极用粘结剂及其制备方法和应用。
技术介绍
1、目前干电极技术商业化的产品为超级电容器，而干电极技术的锂离子电池目前没有商业化产品，有一方面原因是干电极的粘结剂体系还不完全适用于锂离子电池体系。目前应用在干电极技术上的粘结剂主要为ptfe，主要是利用其可以在高压高剪切下可以纤维化，实现对活性物质的粘接。
2、cn111919315a公开了一种干法电极膜，所述包括：干活性材料；和干粘结剂，所述干粘结剂包含可原纤化粘结剂和d50粒径为约0.5-40μm的微粒非原纤化粘结剂，并且其中所述干电极膜是自立式的，其中可原纤化粘结剂包括聚四氟乙烯(ptfe)。然而目前用ptfe的干电极制备过程需要在高压高剪切的配料罐里进行混料，利用高速剪切的方式使ptfe原纤维化，与活性物质均匀混合，并需要高压挤出涂覆到集流体上。这导致使用这样的粘结剂的干电极技术很难实现应用于锂离子电池领域。
3、在本领域中，期望开发一种非ptfe的干电极粘结剂体系，克服应用ptfe的干电极制备过程中需要在高压高剪切的配料罐里进行混料的缺点。
技术实现思路
1、针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种干电极正极用粘结剂及其制备方法和应用。本专利技术的干电极正极用粘结剂具有较好的粘结力和较好的离子电导率，在干电极制备过程中混料条件温和，克服了应用ptfe的干电极制备过程中需要在高压高剪切的配料罐里进行混料的缺点，其可以取代ptfe体系，实现对现有干电极生产工艺上
2、为达到此专利技术目的，本专利技术采用以下技术方案：
3、一方面，本专利技术提供一种干电极正极用粘结剂，所述干电极正极用粘结剂为油相有机溶剂体系的聚合物粘结剂，所述聚合物粘结剂的聚合单体为丙烯酸酯类单体、丙烯酰胺类单体、丙烯腈单体或苯乙烯单体中的至少一种。
4、在本专利技术中，所述干电极正极用粘结剂为油相有机溶剂体系的聚合物粘结剂，聚合单体为丙烯酸酯类单体、丙烯酰胺类单体、丙烯腈单体或苯乙烯单体中的至少一种，具有较好的粘结力和较好的离子电导率，并且其可以兼顾到后续和活性正极材料混料时的便捷性和兼容性，正极活性物质遇水敏感，采用水相分散会导致正极活性物质不稳定，油相体系解决了上述问题，采用油相合成的粘结剂可以直接与正极活性材料混合，节省了中间步骤。
5、在本专利技术中，所述干电极正极用粘结剂具有较好的粘结力和较好的离子电导率，可以取代ptfe体系，实现对现有干电极生产工艺上的突破，从而使干电极技术广泛的应用于锂离子电池领域。
6、优选地，所述油相有机溶剂包括正己烷、环己烷、异辛烷、甲醇、乙醇、异丙醇、n-甲基吡咯烷酮或四氢呋喃等中的任意一种或至少两种的组合。
7、优选地，所述干电极正极用粘结剂为由所述聚合单体在油相有机溶剂中发生聚合并交联得到。
8、优选地，所述聚合单体为丙烯酸酯类单体、丙烯酰胺类单体、丙烯腈单体或苯乙烯单体中的任意一种。
9、优选地，所述聚合单体为丙烯酸酯类单体、丙烯酰胺类单体、丙烯腈单体或苯乙烯单体中至少两种的组合。
10、进一步优选地，所述聚合单体为丙烯酸酯类单体、丙烯酰胺类单体、丙烯腈单体和苯乙烯单体的组合。
11、优选地，所述丙烯酸酯类单体包括丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸异丁酯、丙烯酸正戊酯、丙烯酸异戊酯、丙烯酸正己酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸羟丙酯、丙烯酸-2-羟基乙酯、丙烯酸月桂酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸正戊酯、甲基丙烯酸正己酯、甲基丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸羟丙酯或甲基丙烯酸-2-羟基乙酯中的任意一种或至少两种的组合物。
12、优选地，所述丙烯酰胺类单体包括丙烯酰胺、(甲基)丙烯酰胺、n-羟甲基丙烯酰胺或n,n-二甲基丙烯酰胺中的任意一种或至少两种的组合。
13、在本专利技术中，单体中苯乙烯的主要作用为调节粘接剂的tg，为高tg组分物，并可以提供较高的离子电导率，丙烯酸酯组分主要作用为提供一定的粘结力，所述的丙烯酰胺类单体和丙烯腈单体主要提供粘结剂产品的内聚力和离子电导率。
14、优选地，所述干电极正极用粘结剂的tg范围为-10～100℃，例如-10℃、-5℃、0℃、5℃、10℃、20℃、30℃、40℃、50℃、60℃、70℃、80℃、90℃或100℃。
15、优选地，所述干电极正极用粘结剂的平均粒径为200nm-10μm，例如200nm、300nm、500nm、700nm、900nm、1μm、3μm、5μm、7μm、9μm或10μm。如果其平均粒径小于200nm，则干电极正极用粘结剂与活性物质分散较困难，如果其平均粒径大于10μm，则干电极正极用粘结剂与活性物质的接触面积较小，导致粘结力较差。
16、本专利技术提供一种如上所述的干电极正极用粘结剂的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
17、在含有分散剂的油相有机溶剂中加入聚合单体、引发剂和交联剂，发生聚合反应，得到所述干电极正极用粘结剂，所述聚合单体为丙烯酸酯类单体、丙烯酰胺类单体、丙烯腈单体或苯乙烯单体中的至少一种。
18、本专利技术所述干电极正极用粘结剂的制备方法采用分散聚合或沉淀聚合等方法。
19、本专利技术中，采用油相有机溶剂体系来制备干电极正极用粘结剂，油系粘结剂主要用于三元材料和磷酸铁锂正极材料体系。用于干电极的混合干粉末材料的制备包括粘结剂与活性正极材料的湿法混合过程。油系粘结剂合成体系可以兼顾到后续和活性正极材料混料时的便捷性和兼容性，正极活性物质遇水敏感，采用水相分散会导致正极活性物质不稳定，油相体系解决了上述问题，采用油相合成的粘结剂可以直接与正极活性材料混合，节省了中间步骤。
20、优选地，以所述分散剂、交联剂、聚合单体以及引发剂的总重量为100％计，所述分散剂的总占比为0.1％-5％(例如0.1％、0.5％、1％、2％、3％、4％或5％)，聚合单体的占比为85％-99.8％(例如80％、83％、85％、88％、90％、92％、95％、98％或99.8％)，引发剂的占比为0.1％-5％(例如0.1％、0.5％、1％、2％、3％、4％或5％)，交联剂占比为0.1％-5％(例如0.1％、0.5％、1％、2％、3％、4％或5％)。
21、优选地，所述分散剂、交联剂和聚合单体以及引发剂在所述油相有机溶剂中的总重量比为2％-20％，例如2％、5％、8％、10％、12％、15％、18％或20％。
22、优选地，所述油相有机溶剂包括正己烷、环己烷、异辛烷、甲醇、乙醇、异丙醇、n-甲基吡咯烷酮或四氢呋喃等中的任意一种或至少两种的组合。
23、优选地，所述丙烯酸酯类单体包括丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸异丁酯、丙烯酸正戊酯、丙烯酸异戊酯、丙烯酸正己酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸羟丙酯、丙烯酸-2-羟基乙酯、丙烯酸本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种干电极正极用粘结剂，其特征在于，所述干电极正极用粘结剂为油相有机溶剂体系的聚合物粘结剂，所述聚合物粘结剂的聚合单体为丙烯酸酯类单体、丙烯酰胺类单体、丙烯腈单体或苯乙烯单体中的至少一种。
2.根据权利要求1所述的干电极正极用粘结剂，其特征在于，所述油相有机溶剂包括正己烷、环己烷、异辛烷、甲醇、乙醇、异丙醇、N-甲基吡咯烷酮或四氢呋喃等中的任意一种或至少两种的组合；
3.根据权利要求1或2所述的干电极正极用粘结剂，其特征在于，所述干电极正极用粘结剂的Tg范围为-10～100℃；
4.根据权利要求1-3中任一项所述的干电极正极用粘结剂的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，以所述分散剂、交联剂、聚合单体以及引发剂的总重量为100％计，所述分散剂的总占比为0.1％-5％，聚合单体的占比为85％-99.7％，引发剂的占比为0.1％-5％，交联剂占比为0.1％-5％；
6.一种正极干粉混合物，其特征在于，所述正极干粉混合物包括如权利要求1-3中任一项所述的干电极正极用
7.根据权利要求6所述的正极干粉混合物，其特征在于，所述正极干粉混合物中干电极正极用粘结剂的重量百分比含量为0.5％-5％，正极活性材料的重量百分比含量为90％-99％，导电剂的重量百分比含量为0.5％-5％；
8.一种干电极正极，所述干电极正极包含如权利要求6或7所述的正极干粉混合物。
9.一种根据权利要求8所述的干电极正极的制备方法，其特征在于，所述制备方法为：将如权利要求6或7所述的正极干粉混合物直接辊压或者涂覆到集流体上得到所述干电极正极；
10.一种锂离子电池，其特征在于，所述锂离子电池包括如权利要求8所述的干电极正极。
...【技术特征摘要】
1.一种干电极正极用粘结剂，其特征在于，所述干电极正极用粘结剂为油相有机溶剂体系的聚合物粘结剂，所述聚合物粘结剂的聚合单体为丙烯酸酯类单体、丙烯酰胺类单体、丙烯腈单体或苯乙烯单体中的至少一种。
2.根据权利要求1所述的干电极正极用粘结剂，其特征在于，所述油相有机溶剂包括正己烷、环己烷、异辛烷、甲醇、乙醇、异丙醇、n-甲基吡咯烷酮或四氢呋喃等中的任意一种或至少两种的组合；
3.根据权利要求1或2所述的干电极正极用粘结剂，其特征在于，所述干电极正极用粘结剂的tg范围为-10～100℃；
4.根据权利要求1-3中任一项所述的干电极正极用粘结剂的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，以所述分散剂、交联剂、聚合单体以及引发剂的总重量为100％计，所述分散剂的总占比为0.1％-5％，聚合单体的占比为85...
【专利技术属性】
技术研发人员：岳敏，杨胜林，刘俊，钱超，黄思琳，
申请(专利权)人：深圳市研一新材料有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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