一种锂离子电池用粘合剂组合物及其制备方法技术

一种锂离子电池用粘合剂组合物及其制备方法，属于锂离子电池技术领域，所述粘合剂组合物由超支化聚酰胺酯水溶液、聚乙烯醇、聚二烯丙基二甲基氯化铵、高浓度羧羟基聚合物溶液、甲氧基聚乙二醇醚钠盐、聚醚与二甲基硅氧烷接枝共聚物、增粘剂、三(2,4

【技术实现步骤摘要】
一种锂离子电池用粘合剂组合物及其制备方法


[0001]本专利技术涉及一种锂离子电池用粘合剂组合物及其制备方法，属于锂离子电池


技术介绍

[0002]锂离子电池主要由电极片(包括正极片和负极片)、隔膜和电解液等组成；而电极片均是由电极活性材料粉末、粘合剂、导电剂以及集流体组成。在制备锂离子电池电极片时，通常是把电极活性材料、导电剂和粘合剂溶液混合研磨均匀成为浆料后，再涂布于作为集流体的铜箔、铝箔上，经干燥、碾压等工艺处理即得。其中粘合剂在电极片的制备中具有关键的作用。最早被商业化的锂离子电池用粘结剂是聚偏氟乙烯，但这种粘结剂存在电子和离子电导性差，易被电解液溶胀而导致活性物质在集流体上附着性变差，机械性能与弹性不理想，容易和金属锂形成碳化锂, 影响电池的使用寿命和安全性能，储存及使用时对环境的湿度要求高等缺点。水性粘结剂以水作为分散剂，价格低廉、绿色环保、对人体和环境友好。因此，目前越来越多的锂电生产公司将目标投放在以水为溶剂的水性粘结剂上，水性粘结剂正在逐步替代 PVDF 等油系粘结剂，成为新一代商业锂离子电池粘结剂。
[0003]中国专利CN107384261A一种锂离子电池隔膜耐热层用水性粘合剂，所述水性粘合剂有下述重量含量的原料配制而成：相对于100重量份的丙烯酸酯类单体，功能单体3～35重量份，具有烯烃不饱和基团反应型乳化剂0.3～15重量份，水溶性引发剂0.1～15重量份，电解质0.01～3重量份，去离子水100～700重量份，所述水性粘合剂的质量分数为20％～55％。该专利制备的水性粘合剂粘接力不佳，而且交联固化后，柔韧性差，电极片干燥后较脆，易折断，因而降低了电池生产的成品率。
[0004]中国专利CN105778834A公开了一种锂离子电池陶瓷隔膜用粘合剂及其制备方法，所述粘合剂采用乳液聚合的方法，将特定比例的丙烯酸类软单体和硬单体通过复配型乳化剂的分散作用混合形成稳定的乳胶束，在引发剂的作用下，聚合单体在胶束中聚合，形成稳定的聚合物乳液。该专利中使用了氧化
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还原引发剂体系，其中含有氯化亚铁，铁离子的会存在于粘合剂中，铁离子的存在会降低首次库仑效率、充放电性能。
[0005]综上可以看到，锂离子电池电极用粘合剂仍然存在粘接强度低、柔韧性差、首次库仑效率较低、充放电性能差等问题。

技术实现思路

[0006]针对上述现有技术存在的不足，本专利技术提供一种锂离子电池用粘合剂组合物及其制备方法，实现以下专利技术目的：制备粘结强度优异、柔韧性好、首次库仑率高、充放电性能好、能够使电池衰减率低的锂离子电池电极用粘合剂组合物。
[0007]为实现上述专利技术目的，本专利技术采取以下技术方案：一种锂离子电池用粘合剂组合物及其制备方法，包括粘合剂组合物配方和粘合剂
组合物配制方法。
[0008]以下是对上述技术方案的进一步改进：步骤1粘合剂组合物粘合剂组合物具体配方，以重量份计包括：20~50份超支化聚酰胺酯水溶液0.5~6份聚乙烯醇1~10份聚二烯丙基二甲基氯化铵3~8份高浓度羧羟基聚合物溶液0.1~6份甲氧基聚乙二醇醚钠盐0.1~5份聚醚与二甲基硅氧烷接枝共聚物0~4份增粘剂0.1~2份三(2,4
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二叔丁基苯基)亚磷酸酯30~60份去离子水所述超支化聚酰胺酯水溶液，超支化聚酰胺酯的质量浓度为10~50%；所述超支化聚酰胺酯为丁二酸酐和二异丙醇胺的共聚物，其数均分子量为1200g/mol，末端官能团为仲醇；所述聚乙烯醇，醇解度80~92%，聚合度400~900，挥发分≤1%；所述高浓度羧羟基聚合物溶液，其制备方法为：以质量份计，将10~20份羧化壳聚糖，2~10份羟丙基
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β
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环糊精搅拌溶解于60~85份去离子水中，再缓慢加入0.3~0.9份聚甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵，溶解完全得到透明溶液即为高浓度羧羟基聚合物溶液；所述羧化壳聚糖，羧化度60~80%，不溶物小于0.3%；所述增粘剂为羧甲基纤维素，羟丙基瓜尔胶，羟丙基甲基纤维素，黄原胶，海藻酸钠中的一种或多种；步骤2粘合剂组合物配制方法按粘合剂组合物配方中各组成原料重量份，先向混合釜中加入超支化聚酰胺酯水溶液，再加去离子水、聚乙烯醇、甲氧基聚乙二醇醚钠盐、聚二烯丙基二甲基氯化铵、聚醚与二甲基硅氧烷接枝共聚物、高浓度羧羟基聚合物溶液、三(2,4
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二叔丁基苯基)亚磷酸酯后以3000~5500转/分转速混合搅拌15~25分钟，然后加入增粘剂，继续搅拌40~60分钟后得到粘合剂组合物。
[0009]与现有技术相比，本专利技术取得以下有益效果：1、本专利技术制备出了粘结强度优异、柔韧性好、首次库仑率高、充放电性能好、能够使电池衰减率低的锂离子电池电极用粘合剂组合物；2、采用本专利技术得到的锂离子电池电极用粘合剂组合物，制备出的电极极片，剥离强力5.8~6.2mN/mm，由电极极片组装出的锂离子电池，首次放电容量480mAh，首次库存效率92~96%，充放电循环50周后，容量保持率91.9~94.5%，极片膨胀率22.9~28.6%。
具体实施方式
[0010]以下对本专利技术的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0011]实施例1：一种锂离子电池用粘合剂组合物及其制备方法包括以下步骤：1、粘合剂组合物粘合剂组合物具体配方，以重量份计包括：40份超支化聚酰胺酯水溶液2份聚乙烯醇5份聚二烯丙基二甲基氯化铵6份高浓度羧羟基聚合物溶液3份甲氧基聚乙二醇醚钠盐2份聚醚与二甲基硅氧烷接枝共聚物2份增粘剂1份三(2,4
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二叔丁基苯基)亚磷酸酯50份去离子水所述超支化聚酰胺酯水溶液，超支化聚酰胺酯的质量浓度为30%；所述超支化聚酰胺酯为丁二酸酐和二异丙醇胺的共聚物，其数均分子量为1200g/mol，末端官能团为仲醇；所述聚乙烯醇，醇解度85%，聚合度600，挥发分≤1%；所述高浓度羧羟基聚合物溶液，其制备方法为：以质量份计，将16份羧化壳聚糖，6份羟丙基
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β
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环糊精搅拌溶解于75份去离子水中，再缓慢加入0.5份聚甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵，溶解完全得到透明溶液即为高浓度羧羟基聚合物溶液；所述羧化壳聚糖，羧化度65%，不溶物小于0.3%；所述增粘剂为羧甲基纤维素。
[0012]2、粘合剂组合物配制方法按粘合剂组合物配方中各组成原料重量份，先向混合釜中加入超支化聚酰胺酯水溶液，再加去离子水、聚乙烯醇、甲氧基聚乙二醇醚钠盐、聚二烯丙基二甲基氯化铵、聚醚与二甲基硅氧烷接枝共聚物、高浓度羧羟基聚合物溶液、三(2,4
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二叔丁基苯基)亚磷酸酯后以3500转/分转速混合搅拌20分钟，然后加入增粘剂，继续搅拌50分钟后得到粘合剂组合物。
[0013]实施例2：一种锂离子电池用粘合剂组合物及其制备方法包括以下步骤：1、粘合剂组合物粘合剂组合物具体配方，以重量份计包括：20份超支化聚酰胺酯水溶液0.5份聚乙烯醇1份聚二本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种锂离子电池用粘合剂组合物，其特征在于：所述锂离子电池用粘合剂组合物，其具体配方，以重量份计包括：20~50份超支化聚酰胺酯水溶液0.5~6份聚乙烯醇1~10份聚二烯丙基二甲基氯化铵3~8份高浓度羧羟基聚合物溶液0.1~6份甲氧基聚乙二醇醚钠盐0.1~5份聚醚与二甲基硅氧烷接枝共聚物0~4份增粘剂0.1~2份三(2,4
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二叔丁基苯基)亚磷酸酯30~60份去离子水；所述高浓度羧羟基聚合物溶液，其制备方法为：以质量份计，将10~20份羧化壳聚糖，2~10份羟丙基
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环糊精搅拌溶解于60~85份去离子水中，再缓慢加入0.3~0.9份聚甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵，溶解完全得到透明溶液即为高浓度羧羟基聚合物溶液。2.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘军，王丙奎，
申请(专利权)人：山东奥赛新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：