本发明专利技术提供一种干电极粘结剂及其制备方法和应用，所述干电极粘结剂为聚合物粘结剂，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。本发明专利技术的粘结剂具有较好的粘结力和较好的离子电导率，利用其制备干电极的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。
1、目前干电极技术商业化的产品为超级电容器，而应用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接剂主要为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，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。
1、针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种粘结剂及其制备方法和应用。本专利技术的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。
>3、一方面，本专利技术提供一种干电极粘结剂，所述干电极粘结剂为聚合物粘结剂，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，本专利技术的干电极粘结剂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。
5、在本专利技术中，所述干电极粘结剂是由所述聚合单体发生聚合并交联得到。
6、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。
7、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。
8、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。
9、在本专利技术中，所述干电极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。如果其粒径小于200nm，则干电极粘结剂与活性物质分散较困难，如果其粒径大于10μm，则干电极粘结剂与活性物质的接触面积较小，导致粘结力较差。
10、优选地，所述干电极粘结剂的tg(玻璃化转变温度)范围为-10～100℃，例如-10℃、-5℃、0℃、5℃、10℃、20℃、30℃、40℃、50℃、60℃、70℃、80℃、90℃或100℃。
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，苯乙烯单体的主要作用为调节粘结剂的tg，苯乙烯单体为高tg组分，并可以提供较高的离子电导率，丙烯酸酯类单体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、另一方面，本专利技术提供一种如上所述的干电极粘结剂的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
15、在含有乳化剂和/或分散剂的水溶液中加入聚合单体、引发剂和交联剂，进行聚合反应，得到所述干电极粘结剂，所述聚合单体为丙烯酸酯类单体、丙烯酰胺类单体、丙烯腈或苯乙烯单体中的至少一种。
16、本专利技术的粘结剂的聚合方法为采用乳液聚合或微乳液聚合或悬浮聚合或微悬浮聚合方法聚合得到乳胶粒子。
17、优选地，以所述乳化剂、分散剂、聚合单体、引发剂以及交联剂的总重量为100％计，所述分散剂和乳化剂的总占比为0.1％-5％(例如0.1％、0.5％、1％、2％、3％、4％或5％)，聚合单体的占比为85％-99.7％(例如85％、88％、90％、92％、95％、98％或99.7％)，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％)。
18、优选地，所述乳化剂为十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠或十二烷基磺酸钠中的一种或至少两种的组合。
19、优选地，所述分散剂为聚乙烯醇、聚乙烯基吡咯烷酮、十四烷、十六烷或十八烷中的一种或至少两种的组合。
20、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。
21、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。
22、优选地，所述引发剂为有机过氧化物引发剂、有机偶氮类引发剂、无机过氧化物引发剂或氧化还原引发剂。
23、优选地，所述有机过氧化物引发剂为过氧化苯甲酰和/或过氧化二异丙苯。
24、优选地，所述有机偶氮类引发剂包括偶氮二异丁腈和/或偶氮二异庚腈。
25、优选地，所述无机过氧化物引发剂为过硫酸铵、过硫酸钠或过硫酸钾中的至少一种。
26、优选地，所述氧化还原引发剂为过硫酸铵与亚硫酸钠的组合，或过硫酸铵与亚硫酸氢钠的组合。
27、优选地，所述交联剂为二乙烯基苯、二异氰酸酯、n,n-亚甲基双丙烯酰胺中的一种或至少两种的组合。
28、优选地，优选地，所述乳化剂、分散剂、聚合单体、引发剂以及交联剂在所述水溶液中的总重量比为2％-20％，例如2％、5％、8％、10％、13％、15％、18％或20％。
29、优选地，所述聚合反应的温度本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种干电极粘结剂，其特征在于，所述干电极粘结剂为聚合物粘结剂，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所述的干电极粘结剂，其特征在于，所述干电极粘结剂是由所述聚合单体发生聚合并交联得到；
3.根据权利要求1或2所述的干电极粘结剂，其特征在于，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；
4.根据权利要求1-3中任一项所述的干电极粘结剂的制备方法，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，以所述乳化剂、分散剂、聚合单体、引发剂以及交联剂的总重量为100％计，所述分散剂和乳化剂的总占比为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％；
6.一种负极干粉混合物，其特征在于，所述负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粘结剂、负极活性物质以及导电剂；
7.根据权利要求6所述的负极干粉混合物，其特征在于，所述负极干粉混合物中干电极粘结剂的重量百分比含量为0.5％-10％，负极活性物质的重量百分比含量为80％-99％，导电剂的重量百分比含量为0.5％-10％；
8.一种干电极负极，其特征在于，所述干电极负极包含如权利要求6或7所述的负极干粉混合物。
9.一种根据权利要求8所述的干电极负极的制备方法，其特征在于，所述制备方法为：将权利要求6或7所述的负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负极；
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所述的干电极负极。
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【技术特征摘要】
1.一种干电极粘结剂，其特征在于，所述干电极粘结剂为聚合物粘结剂，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所述的干电极粘结剂，其特征在于，所述干电极粘结剂是由所述聚合单体发生聚合并交联得到；
3.根据权利要求1或2所述的干电极粘结剂，其特征在于，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；
4.根据权利要求1-3中任一项所述的干电极粘结剂的制备方法，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，以所述乳化剂、分散剂、聚合...
【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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