一种用于锂离子电池负极的粘结剂及其制备方法和用途技术

本发明专利技术涉及高分子材料领域，具体地，涉及一种用于锂离子电池负极的粘结剂、一种制备用于锂离子电池负极的粘结剂的方法、该方法制备得到的粘结剂、含有该粘结剂的负极和含有该负极的锂离子电池。通过上述技术方案，本发明专利技术的用于锂离子电池负极的粘结剂能够在成膜后具有优异的电解液耐受性，从而可以有效地提高锂离子电池的性能。离子电池的性能。离子电池的性能。

【技术实现步骤摘要】
一种用于锂离子电池负极的粘结剂及其制备方法和用途


[0001]本专利技术涉及高分子材料领域，具体地，涉及一种用于锂离子电池负极的粘结剂、一种制备用于锂离子电池负极的粘结剂的方法、该方法制备得到的粘结剂、含有该粘结剂的负极和含有该负极的锂离子电池。

技术介绍

[0002]锂离子电池具有电压高、比能量大、放电电压平稳、循环性能好、安全性能优以及贮存和工作寿命长等优点，是目前化学电源行业的最新发展方向之一。
[0003]锂离子二次电池负极主材料为粉状物，其中的石墨及导电剂炭黑均为非极性、表面疏水性物质，其在水中容易发生聚集而难以分散。因此必须使用合适的添加剂来进行电极的制备，增稠剂一般包括稳定剂(如CMC)和粘结剂(如SBR)。其中，SBR一方面通过疏水性基团与石墨及导电剂炭黑结合，另一方面通过亲水性基团和集流体表面的基团发生缩合反应，而CMC对SBR具有辅助的粘结作用，同时也可让SBR分散的更加均匀，同时利用空间电荷的排斥作用，保证整个体系的稳定。
[0004]二次电池的制造方法和应用环境均较为复杂，其内部存在较多无机物和有机物，外部受使用环境、人为影响等因素，工况环境较差。尤其是二次电池在制造过程中会添加电解液，使SBR在电池内部长期处于浸泡于电解液内的状态，且受二次电池高低温、循环充放电、大电流充放电等工况影响，SBR与集流体的粘合度及耐受度会变差。
[0005]因此，现有的SBR存在电解液耐受性难以优异的缺陷。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提供一种电解液耐受性非常优异的用于锂离子电池负极的粘结剂。
[0007]为了实现上述目的，本专利技术提供了一种用于锂离子电池负极的粘结剂，该粘结剂包括第一共聚物和第二共聚物；所述第一共聚物与所述第二共聚物的重量比为0.05
‑
50:1；所述第一共聚物具有第一核壳结构并含有第一核共聚物区和第一壳共聚物区；所述第一核共聚物区的共聚单体包括0.1
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20重量份的单乙烯基芳香族化合物、0.1
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20重量份的脂肪族共轭二烯烃、0.01
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20重量份的水溶性不饱和羧酸单体和0.01
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20重量份的双丙烯酰胺单体；所述第一壳共聚物区的共聚单体包括1
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60重量份的单乙烯基芳香族化合物、1
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100重量份的脂肪族共轭二烯烃、0.01
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20重量份的水溶性不饱和羧酸单体和0.01
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20重量份的双丙烯酰胺单体；所述第二共聚物具有第二核壳结构并含有第二核共聚物区和第二壳共聚物区；所述第二核共聚物区的共聚单体包括0.1
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20重量份的单乙烯基芳香族化合物、0.1
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50重量份的丙烯酸酯单体和0.1
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20重量份的水溶性不饱和羧酸单体；所述第二壳共聚物区的共聚单体包括0.1
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200重量份的单乙烯基芳香族化合物、0.1
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500重量份的丙烯酸酯单体、0.1
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20重量份的水溶性不饱和羧酸单体和0.1
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20重量份的双丙烯酰胺单体。
[0008]本专利技术还提供了一种制备用于锂离子电池负极的粘结剂的方法，该方法包括：将
第一核共聚物区的共聚单体进行第一乳液聚合，得到第一核共聚物；将所述第一核共聚物与第一壳共聚物区的共聚单体进行第二乳液聚合，得到具有第一核壳结构的第一共聚物；将第二核共聚物区的共聚单体进行第三乳液聚合，得到第二核共聚物；将所述第二核共聚物与第二壳共聚物区的共聚单体进行第四乳液聚合，得到具有第二核壳结构的第二共聚物；将第一共聚物与第二共聚物按0.05
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50:1的重量比进行混合；所述第一核共聚物区的共聚单体包括0.1
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20重量份的单乙烯基芳香族化合物、0.1
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20重量份的脂肪族共轭二烯烃、0.01
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20重量份的水溶性不饱和羧酸单体和0.01
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20重量份的双丙烯酰胺单体；所述第一壳共聚物区的共聚单体包括1
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60重量份的单乙烯基芳香族化合物、1
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100重量份的脂肪族共轭二烯烃、0.01
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20重量份的水溶性不饱和羧酸单体和0.01
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20重量份的双丙烯酰胺单体；所述第二核共聚物区的共聚单体包括0.1
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20重量份的单乙烯基芳香族化合物、0.1
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50重量份的丙烯酸酯单体和0.1
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20重量份的水溶性不饱和羧酸单体；所述第二壳共聚物区的共聚单体包括0.1
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200重量份的单乙烯基芳香族化合物、0.1
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500重量份的丙烯酸酯单体、0.1
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20重量份的水溶性不饱和羧酸单体和0.1
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20重量份的双丙烯酰胺单体。
[0009]本专利技术还提供了如上所述的方法制备得到的粘结剂。
[0010]本专利技术还提供了如上所述的粘结剂在制备锂离子电池负极中的用途。
[0011]本专利技术还提供了一种锂离子电池负极，所述锂离子电池负极含有如上所述的粘结剂。
[0012]本专利技术还提供了一种锂离子电池，所述锂离子电池含有正极、电解液和负极；所述负极为如上所述的负极。
[0013]通过上述技术方案，本专利技术的用于锂离子电池负极的粘结剂能够在成膜后具有优异的电解液耐受性，从而可以有效地提高锂离子电池的性能。
[0014]本专利技术的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
[0015]附图是用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本专利技术，但并不构成对本专利技术的限制。在附图中：
[0016]图1是实施例1的第二胶膜的照片，图2是实施例1的第一胶膜的照片。图3是对比例1的第二胶膜的照片，图4是对比例1的第一胶膜的照片。
具体实施方式
[0017]以下对本专利技术的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限制本专利技术。
[0018]本专利技术提供了一种用于锂离子电池负极的粘结剂，该粘结剂包括第一共聚物和第二共聚物；所述第一共聚物与所述第二共聚物的重量比为0.05
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50:1；所述第一共聚物具有第一核壳结构并含有第一核共聚物区和第一壳共聚物区；所述第一核共聚物区的共聚单体包括0.1
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20重量份的单乙烯基芳香族化合物、0.1
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20重量份的脂肪族共轭二烯烃、0.01
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20重量份的水溶性不饱和羧酸单体和0.01
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20重量份的双丙烯酰胺单体；所述第一壳共聚物区的共聚单体包括1
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60重量份的单乙烯基芳香族化合物、1
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于锂离子电池负极的粘结剂，其特征在于，该粘结剂包括第一共聚物和第二共聚物；所述第一共聚物与所述第二共聚物的重量比为0.05
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50:1；所述第一共聚物具有第一核壳结构并含有第一核共聚物区和第一壳共聚物区；所述第一核共聚物区的共聚单体包括0.1
‑
20重量份的单乙烯基芳香族化合物、0.1
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20重量份的脂肪族共轭二烯烃、0.01
‑
20重量份的水溶性不饱和羧酸单体和0.01
‑
20重量份的双丙烯酰胺单体；所述第一壳共聚物区的共聚单体包括1
‑
60重量份的单乙烯基芳香族化合物、1
‑
100重量份的脂肪族共轭二烯烃、0.01
‑
20重量份的水溶性不饱和羧酸单体和0.01
‑
20重量份的双丙烯酰胺单体；所述第二共聚物具有第二核壳结构并含有第二核共聚物区和第二壳共聚物区；所述第二核共聚物区的共聚单体包括0.1
‑
20重量份的单乙烯基芳香族化合物、0.1
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50重量份的丙烯酸酯单体和0.1
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20重量份的水溶性不饱和羧酸单体；所述第二壳共聚物区的共聚单体包括0.1
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200重量份的单乙烯基芳香族化合物、0.1
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500重量份的丙烯酸酯单体、0.1
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20重量份的水溶性不饱和羧酸单体和0.1
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20重量份的双丙烯酰胺单体。2.根据权利要求1所述的粘结剂，其中，优选所述第一共聚物与所述第二共聚物的重量比为0.5
‑
15:1，优选为2
‑
8:1，更优选为4.5
‑
5.5:1；所述第一共聚物中，所述第一核共聚物区和第一壳共聚物区的重量比为0.01
‑
20:1，优选为0.1
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10:1，更优选为0.3
‑
5:1；所述第二共聚物中，所述第二核共聚物区和第二壳共聚物区的重量比为0.01
‑
50:1，优选为0.1
‑
30:1，更优选为0.3
‑
5:1。3.根据权利要求1所述的粘结剂，其中，所述第一共聚物的聚合物粒子的粒径在50
‑
1000nm之间，所述第一共聚物的玻璃化温度为
‑
40℃至90℃；所述第二共聚物的聚合物粒子的粒径在50
‑
1000nm之间，所述第二共聚物的玻璃化温度为
‑
40℃至90℃；所述粘结剂的固含量为10
‑
60重量％。4.根据权利要求1
‑
3中任意一项所述的粘结剂，其中，所述单乙烯基芳香族化合物各自独立地为苯乙烯、邻位甲基苯乙烯、间位甲基苯乙烯和对位甲基苯乙烯中的至少一种；所述脂肪族共轭二烯烃各自独立地为1,3
‑
丁二烯和/或异戊二烯；所述水溶性不饱和羧酸各自独立地为甲基丙烯酸、丙烯酸、衣康酸、富马酸和马来酸中的至少一种；所述双丙烯酰胺单体各自独立地为N,N
‑
亚甲基双丙烯酰胺、N,N
‑
(1,2
‑
二羟基乙烯)双丙烯酰胺和酒石酸双丙烯酰胺中的至少一种；所述丙烯酸酯单体为丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯、丙烯酸丁酯和丙烯酸戊酯中的至少一种；优选地，所述单乙烯基芳香族化合物为苯乙烯，所述脂肪族共轭二烯烃为1,3
‑
丁二烯，所述第一核共聚物区、所述第一壳共聚物区和所述第二核共聚物区中的所述水溶性不饱和羧酸为衣康酸，所述第二壳共聚物区中的所述水溶性不饱和羧酸为丙烯酸和/或甲基丙烯酸，所述双丙烯酰胺单体为N,N
‑
亚甲基双丙烯酰胺，所述丙烯酸酯单体为丙烯酸丁酯。5.一种制备用于锂离子电池负极的粘结剂的方法，其特征在于，该方法包括：将第一核共聚物区的共聚单体进行第一乳液聚合，得到第一核共聚物；将所述第一核共聚物与第一壳共聚物区的共聚单体进行第二乳液聚合，得到具有第一核壳结构的第一共聚物；
将第二核共聚物区的共聚单体进行第三乳液聚合，得到第二核共聚物；将所述第二核共聚物与第二壳共聚物区的共聚单体进行第四乳液聚合，得到具有第二核壳结构的第二共聚物；将第一共聚物与第二共聚物按0.05
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50:1的重量比进行混合；所述第一核共聚物区的共聚单体包括0.1
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20重量份的单乙烯基芳香族化合物、0....

【专利技术属性】
技术研发人员：张晓辉，
申请(专利权)人：上海道赢实业有限公司，
类型：发明
国别省市：