【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及高分子有机材料，具体涉及一种锂离子电池负极粘结剂及其制备方法。
技术介绍
1、现代社会对资源的消耗量越来越大，人们日益重视如何提高能源利用效率，并对可再生的清洁能源的需求日益迫切。近年来新能源产业蓬勃发展，锂离子电池技术逐渐成熟起来，在实际应用方面日趋广泛。负极粘结剂是锂离子电池的重要组成部分，起到集电极及隔膜、电极与电池外电路的电子导电桥、保持活性物质结构稳定的纽带作用，对于改善锂离子电池的循环具有重要的影响。cn201810400738.5，专利技术专利公开了一种锂离子电池用粘结剂及制法，所述锂离子电池用粘结剂通过乳液共混法，将羧基化石墨烯水分散液与羧基丁苯胶乳进行复合，成功制备得到具有剥离结构的羧基化石墨烯/羧基丁苯胶乳复合材料粘结剂。cn202311239734.0，该专利技术专利公开了种提高硅基负极电性能的粘结剂，所述粘结剂包括甲基纤维素、柠檬酸、海藻酸钠、聚苯乙烯丁二烯共聚物、成膜剂和去离子水。为解决环保问题，水基负极粘结剂逐渐成为行业重点研究方向，目前主要的锂离子电池负极粘结剂为丁苯橡胶乳，但存在粘结力弱、体积变化率高、热稳定性不理想等问题。作为粘结剂使用时，其溶解性和固含量、粘结性、机械强度、稳定性等是关键性能指标。在锂离子电池制作过程中，负极粘结剂需要采用一定固含量、粘度的水溶液均匀包覆活性物质及导电剂，经烘干、辊压，形成极片。溶剂的选择，提高粘结剂水溶液的固含量，增加粘度对于增强负极片加工性能具有重要的意义。负极粘结剂在极片导电和锂离子传递过程中起着桥梁作用，增强粘结剂链段极性或柔性，对于提高极
技术实现思路
1、本专利技术目的是提供一种锂离子电池负极粘结剂及其制备方法，该负极粘结剂通过采用活性自由基聚合的方法，提高了粘结剂的弹性及粘结性，通过引入特殊基团，在粘结剂与电极材料之间形成强作用力，使电池电极在往复充放电循环中维持电极结构稳定，大幅提高电池的循环寿命。
2、基于上述目的，本专利技术采取以下技术方案：
3、一种锂离子电池负极粘结剂，其特征在于，所述粘结剂由以下重量份的原料添加引发剂、乳化剂和水制备得到：苯乙烯20-40份、丁二烯20-35份、甲基丙烯磺酸钠0.1-0.5份、丙烯酸1-4份、丙烯酸羟乙酯1-4份，n-羟甲基丙烯酰胺0.1-0.5份、 甲基丙烯酸羟丙酯0.5-1份、甲基丙烯酸0.4-1份、丙烯腈0.5-2份、丙烯酰胺0.5-1.5份。
4、优选的，所述引发剂、乳化剂的用量分别为苯乙烯重量的0.5-3%和0.8-6%。
5、优选的，所述粘结剂为水乳液胶粘剂，其固态含量48-55%。
6、优选的，所述乳化剂为羧甲基纤维素钠、聚氧乙烯硬脂酸酯和葡萄糖醇脂中的至少两种。
7、优选的，所述乳化剂为羧甲基纤维素钠、聚氧乙烯硬脂酸酯和葡萄糖醇脂，三者的重量比例为1:0.3-0.5:0.4-0.6。
8、优选的，所述引发剂为硫酸铵和过氧苯甲酰。
9、优选的，所述引发剂中，硫酸铵和过氧苯甲酰的重量比例为1:0.8-2.2。
10、本专利技术的目的还在于，提供一种锂离子电池负极粘结剂的制备方法，包括以下步骤：
11、s1,先将水和乳化剂混合均匀，然后在温度25-40℃条件下，加入丙烯酸、甲基丙烯磺酸钠、丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸，混合，得混合液a；
12、s2，将苯乙烯、丁二烯、n-羟甲基丙烯酰胺、丙烯腈、丙烯酰胺混合得到混合液b；
13、s3，将混合液a和混合液b混合，加入引发剂，之后体系升温至80-110℃，反应2-4小时；
14、s4，反应液经脱气、加碱中和调制后过滤即得所述负极粘结剂。
15、优选的，所述步骤s1中，乳化剂和水的重量比例为1:55-80。
16、优选的，所述步骤s4中，脱气时加入叔丁基过氧化氢，调制所加碱为液碱。
17、甲基丙烯磺酸钠引入了磺酸基团，该基团与阳离子（如na+）有较强的亲和力，增强了胶乳对外界阳离子进攻的不敏感度，从而提高了粘结剂的耐盐性和抗高温性。
18、丙烯酸、甲基丙烯酸的加入引入了羧基（-cooh），该官能团可以与多种物质形成氢键或发生化学反应，从而提高了丁苯胶乳的粘结性能，同时，丙烯酸参与共聚后，可以增加胶乳粒子的表面电荷，使得粒子间的排斥力增强，减少了粒子间的聚集和絮凝，从而提高了胶乳的机械稳定性。羧基的存在提高了胶乳的耐水性和耐化学性，使其在潮湿或化学环境中仍能保持良好的粘结性能。进一步的，丙烯酸改性的丁苯胶乳在固化过程中可能会参与化学反应，形成交联结构，增强胶乳的粘结性能。这种交联结构赋予了胶乳良好的力学性能和耐久性。
19、甲基丙烯酸羟丙酯中含有乙烯基和羟基官能团，在丁苯胶乳中作为交联单体，通过加热或催化剂的作用与聚合物链发生交联反应，形成三维网络结构，从而提高胶乳粘结剂的内聚力和机械强度，由于其交联作用，可以使胶乳粘结剂与被粘结材料之间形成更牢固的粘附，提高粘结强度。羟基的存在提高了胶乳的耐水性和耐化学性，使其在潮湿或化学环境中仍能保持良好的粘结性能。
20、丙烯酸羟乙酯带有羟基（-oh）官能团，可以与其他单体共聚，增加胶粘剂的粘结性能，羟基还可以与被粘结材料表面的极性基团形成氢键，从而提高粘结强度。丙烯酸羟乙酯的加入可以提高粘结剂的柔韧性和抗冲击性，使其在使用过程中更加耐久。丙烯酸羟乙酯具有较低的黏度和较高的溶解性，可以用来调节胶粘剂的流变性能，使其更易于施工和加工。丙烯酸羟乙酯的引入可以改善胶粘剂对各种基材的附着力，包括金属、塑料、玻璃等。
21、n-羟甲基丙烯酰胺分子结构中含有乙烯基和羟甲基，可以在聚合反应中作为交联单体，通过加热或催化剂的作用与聚合物链发生交联反应，形成三维网络结构，从而提高胶乳粘结剂的内聚力和机械强度，由于其交联作用，可以使胶乳粘结剂与被粘结材料之间形成更牢固的粘附，提高粘结强度，同时，还可以提高胶乳粘结剂的耐水性和耐化学性，使其在潮湿或化学环境中仍能保持良好的粘结性能。
22、丙烯腈引入的氰基官能团，与油类物质的相容性较好，从而提高了粘结剂的耐油性，丙烯腈参与共聚形成的聚合物链具有较高的强度和硬度，从而增强了粘结剂的机械强度，氰基官能团可以与被粘结材料表面形成较强的相互作用，提高粘结强度。氰基的存在提高了粘结剂的耐化学性、耐热性，防止在储存和使用过程中发生沉降或分层现象，提高了粘结剂的稳定性。
23、丙烯酰胺（acrylamide，am）在丁苯胶乳粘结剂中引入的酰胺基团（-conh2），通过氢键与被粘结材料表面形成较强的相互作用，从而提高粘结强度。丙烯酰胺引入的酰胺基团可以增加粘结剂的柔韧性，提高其抗冲击性能，使得粘结剂在受到外力作用时不易断裂。酰胺基团的引入可以改善粘结剂的流变性能，使得粘结剂在本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种锂离子电池负极粘结剂，其特征在于，所述粘结剂由以下重量份的原料添加引发剂、乳化剂和水制备得到：苯乙烯20-40份、丁二烯20-35份、甲基丙烯磺酸钠0.1-0.5份、丙烯酸1-4份、丙烯酸羟乙酯1-4份，N-羟甲基丙烯酰胺0.1-0.5份、甲基丙烯酸羟丙酯0.5-1份、甲基丙烯酸0.4-1份、丙烯腈0.5-2份、丙烯酰胺0.5-1.5份。
2.根据权利要求1所述的锂离子电池负极粘结剂，其特征在于，所述引发剂、乳化剂的用量分别为苯乙烯重量的0.5-3%和0.8-6%。
3.根据权利要求1所述的锂离子电池负极粘结剂，其特征在于，所述粘结剂为水乳液胶粘剂，其固态含量为48-55%。
4.根据权利要求1所述的锂离子电池负极粘结剂，其特征在于，所述乳化剂为羧甲基纤维素钠、聚氧乙烯硬脂酸酯和葡萄糖醇脂中的至少两种。
5.根据权利要求4所述的锂离子电池负极粘结剂，其特征在于，所述乳化剂为羧甲基纤维素钠、聚氧乙烯硬脂酸酯和葡萄糖醇脂，三者的重量比例为1:0.3-0.5:0.4-0.6。
6.根据权利要求1所述的锂离子电池负极粘结
7.根据权利要求6所述的锂离子电池负极粘结剂，其特征在于，所述引发剂中，硫酸铵和过氧苯甲酰的重量比例为1:0.8-2.2。
8.如权利要求1-7任一所述的锂离子电池负极粘结剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
9.根据权利要求8所述的锂离子电池负极粘结剂的制备方法，其特征在于，
10.根据权利要求8所述的锂离子电池负极粘结剂的制备方法，其特征在于，所述步骤S4中，脱气时加入叔丁基过氧化氢，调制所加碱为液碱。
...【技术特征摘要】
1.一种锂离子电池负极粘结剂，其特征在于，所述粘结剂由以下重量份的原料添加引发剂、乳化剂和水制备得到：苯乙烯20-40份、丁二烯20-35份、甲基丙烯磺酸钠0.1-0.5份、丙烯酸1-4份、丙烯酸羟乙酯1-4份，n-羟甲基丙烯酰胺0.1-0.5份、甲基丙烯酸羟丙酯0.5-1份、甲基丙烯酸0.4-1份、丙烯腈0.5-2份、丙烯酰胺0.5-1.5份。
2.根据权利要求1所述的锂离子电池负极粘结剂，其特征在于，所述引发剂、乳化剂的用量分别为苯乙烯重量的0.5-3%和0.8-6%。
3.根据权利要求1所述的锂离子电池负极粘结剂，其特征在于，所述粘结剂为水乳液胶粘剂，其固态含量为48-55%。
4.根据权利要求1所述的锂离子电池负极粘结剂，其特征在于，所述乳化剂为羧甲基纤维素钠、聚氧乙烯硬脂酸酯和葡萄糖醇脂中的至少两种...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘辉，杜习胜，李辰禹，王吉利，徐乾，
申请(专利权)人：新乡市日新化学工业有限公司，
类型：发明
国别省市：
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