【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于粘结剂，具体涉及一种电池粘结剂及其制备方法和锂离子电池。
技术介绍
1、随着生活水平的提高，便携式电子设备和高功率电动汽车逐渐在人们的日常生活和工作中得到普及，为这些设备提供能源动力的二次电池的需求也因此日益增加。同时，各种设备使用环境愈渐复杂，给二次电池的性能提出了更高的要求。获得高能量密度、高安全性、高容量保持率的二次电池，是储能装置未来的重要发展方向。
2、作为二次电池的重要代表，锂离子电池具有自放电少、循环性能好、轻量的优异特征得到广泛的应用。而在众多锂离子电池的组成材料当中，粘结剂占比较小，是电池中的非活性成分，但却将活性材料、导电剂和集流体等材料连结成整体，在保证极片具有良好的机械性能、加工性能以及维持电池在充放电过程中导电网络完整性方面起到至关重要的作用。
3、目前，锂离子电池中使用最广泛的粘结剂是以聚偏氟乙烯(pvdf)为代表的氟系树脂。然而，对于这种含氟材料来说，其原料单体属于含氟烃类化合物，会对地球臭氧层造成破坏，故pvdf的生产受到严格管控。另外，pvdf的粘结作用力主要来源于弱范德华力的界面作用，难以有效维持电极结构的完整，加上其在电解液中容易发生较大的溶胀，在长期循环和高温工作过程中在电极界面处容易产生剥离，造成电极塌陷，影响电池安全性。因此，pvdf已经难以适应现今飞速发展的新能源技术对粘结剂的需求。
4、因此，如何提供一种在电解液中具有较低的溶胀率和较强的粘结能力，能使电池在极端的使用环境下保持良好极片结构的粘结剂，已成为目前亟待解决的技术问题。p>
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电池粘结剂及其制备方法和锂离子电池。本专利技术中通过对电池粘结剂的组成进行设计，制备得到的电池粘结剂在电解液中具有较低的溶胀率和较强的粘结能力，能使电池在极端的使用环境下保持良好极片结构，由此制备得到的锂离子电池在长期充放电后电芯反弹小，并具有较高的容量保持率、较好的循环性能和使用安全性。同时，本专利技术提供的电池粘结剂制备方法简单，条件温和，适合大规模工业化生产。
2、为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：
3、第一方面，本专利技术提供一种电池粘结剂，所述电池粘结剂包括如下重量份数的组分：第一组分70～90份和第二组分10～30份；
4、所述第一组分的制备原料包括异氰酸酯、第一单体和第二单体；
5、所述第一单体选自芳香族二元酚和/或芳香族二元胺；
6、所述第二单体为反应性长碳链聚合物；
7、所述第二组分为丙烯腈共聚物。
8、本专利技术中通过对电池粘结剂的组成进行设计，制备得到的电池粘结剂在电解液中具有较低的溶胀率和较强的粘结能力，能使电池在极端的使用环境下保持良好极片结构，由此制备得到的锂离子电池在长期充放电后电芯反弹小，并具有较高的容量保持率、较好的循环性能和使用安全性。
9、本专利技术中，通过选用芳香族二元酚和/或芳香族二元胺作为第一单体，一方面可以使本专利技术提供的电池粘结剂具有良好的力学性能，另一方面由于芳香环作为主链可以使分子链柔性降低，分子链段更加难以运动，可以达到防止电解液侵入的作用，从而获得耐电解液性能更好的电池粘结剂。
10、本专利技术中，反应性长碳链聚合物是指具有反应性端基(例如氨基、羟基、羧基、环氧基等)的长碳链聚合物。反应性长碳链聚合物中具有极性较小的长碳链段，与含有强极性分子的电解液相互作用小，能有效抵抗电解液的侵入，从而提高电池粘结剂的耐电解液性能。反应性长碳链聚合物两端的反应性基团能保证聚合物的链增长能力，有利于提高第一组分的分子量，增加高分子链的缠绕，阻碍电解液的侵入，从而获得耐电解液性能更好的电池粘结剂。
11、本专利技术中，丙烯腈共聚物的使用，可以在电池粘结剂中引入氰基，通过氰基基团与集流体表面羟基的强相互作用，进一步增强了电池粘结剂与集流体的粘结性能，有助于保持电池在极端的使用环境下的极片结构的稳定。
12、同时本专利技术通过控制第一组分和第二组分的含量在特定的范围内，制备得到的电池粘结剂具有较低的溶胀率和较强的粘结能力。若第二组分的含量过多，制备得到的电池粘结剂的浆料粘度不稳定，甚至会发生凝胶；若第二组分的加入量过少，制备得到的电池粘结剂的粘结力较低。通过加入上述比例的包含丙烯腈二元或二元以上共聚物的第二组分，可以利用丙烯腈结构中氰基基团与集流体表面羟基的强相互作用，进一步增强电池粘结剂与集流体的粘结性能，有助于保持电池在极端的使用环境下的极片结构的稳定。
13、本专利技术中，所述第一组分的重量份数可以是70份、72份、74份、76份、78份、80份、82份、84份、86份、88份或90份等。
14、所述第二组分的重量份数可以是10份、12份、14份、16份、18份、20份、22份、24份、26份、28份或30份等。
15、以下作为本专利技术的优选技术方案，但不作为对本专利技术提供的技术方案的限制，通过以下优选的技术方案，可以更好的达到和实现本专利技术的目的和有益效果。
16、作为本专利技术的优选技术方案，所述第一组分和第二组分的重量份数之和为100份。
17、优选地，所述异氰酸酯的质量与第一单体和第二单体的质量和的比值为(0.05～1.60):1.00，例如可以是0.05:1.00、0.10:1.00、0.20:1.00、0.40:1.00、0.60:1.00、0.80:1.00、1.00:1.00、1.20:1.00、1.40:1.00或1.60:1.00等。
18、优选地，所述第一单体与第二单体的质量比为(0.2～1.0):1.0，例如可以是0.2:1.0、0.3:1.0、0.4:1.0、0.5:1.0、0.6:1.0、0.7:1.0、0.8:1.0、0.9:1.0或1.0:1.0等。
19、本专利技术中，通过控制第一单体和第二单体的质量比在特定的范围内，制备得到的电池粘结剂具有较低的溶胀率和较强的粘结能力。若第一单体和第二单体的质量比过小，即第二单体的含量过大，则制备得到的电池粘结剂的玻璃化转变温度过低，不利于后续极片加工，且制备得到的电极结构稳定性较差，电池长期工作的安全性较差；若第一单体和第二单体的质量比过大，即第一单体的含量过大，则制备得到的电池粘结剂的玻璃化转变温度过高，粘接力较低，制备的极片变脆，不利于电池循环。
20、作为本专利技术的优选技术方案，所述异氰酸酯选自芳香族异氰酸酯和/或脂肪族异氰酸酯。
21、优选地，所述芳香族异氰酸酯选自4,4′-二苯基甲烷二异氰酸酯、4,4′-二苯基甲烷二异氰酸酯多聚体、甲苯二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯多聚体、苯二亚甲基二异氰酸酯、二甲基联苯二异氰酸酯、对苯二异氰酸酯、1,5-萘二异氰酸酯或3,3-二氯代联苯-4,4-二异氰酸酯中的任意一种或至少两种的组合。
22、优选地，所述脂肪族异氰酸酯选自四亚甲基二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、十二亚甲基二异氰酸酯、本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种电池粘结剂，其特征在于，所述电池粘结剂包括如下重量份数的组分：第一组分70～90份和第二组分10～30份；
2.根据权利要求1所述的电池粘结剂，其特征在于，所述第一组分和第二组分的重量份数之和为100份；
3.根据权利要求1或2所述的电池粘结剂，其特征在于，所述异氰酸酯选自芳香族异氰酸酯和/或脂肪族异氰酸酯；
4.根据权利要求1-3任一项所述的电池粘结剂，其特征在于，所述丙烯腈共聚物选自苯乙烯-丙烯腈共聚物、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、丙烯腈-丙烯酸甲酯共聚物、丙烯腈-丙烯酰胺共聚物、甲基丙烯酸甲酯-丙烯腈共聚物、醋酸乙烯酯-丙烯腈共聚物或丙烯腈-丁二烯-苯乙烯-丙烯酰胺共聚物中的任意一种或至少两种的组合，进一步优选为苯乙烯-丙烯腈共聚物、丙烯腈-丙烯酸甲酯共聚物、丙烯腈-丙烯酰胺共聚物、甲基丙烯酸甲酯-丙烯腈共聚物中的任意一种或至少两种的组合。
5.根据权利要求1-4任一项所述的电池粘结剂，其特征在于，所述电池粘结剂中还包括导电物质；
6.根据权利要求1-5任一项所述的电池粘结剂，其特征在于，所述电池粘结剂的
7.一种如权利要求1-6任一项所述的电池粘结剂的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述溶剂A、溶剂B各自独立地选自N-甲基吡咯烷酮和/或N,N-二甲基乙酰胺；
9.一种电池极片，其特征在于，所述电池极片包括如权利要求1-6任一项所述的电池粘结剂；
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9所述的电池极片。
...【技术特征摘要】
1.一种电池粘结剂，其特征在于，所述电池粘结剂包括如下重量份数的组分：第一组分70～90份和第二组分10～30份；
2.根据权利要求1所述的电池粘结剂，其特征在于，所述第一组分和第二组分的重量份数之和为100份；
3.根据权利要求1或2所述的电池粘结剂，其特征在于，所述异氰酸酯选自芳香族异氰酸酯和/或脂肪族异氰酸酯；
4.根据权利要求1-3任一项所述的电池粘结剂，其特征在于，所述丙烯腈共聚物选自苯乙烯-丙烯腈共聚物、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、丙烯腈-丙烯酸甲酯共聚物、丙烯腈-丙烯酰胺共聚物、甲基丙烯酸甲酯-丙烯腈共聚物、醋酸乙烯酯-丙烯腈共聚物或丙烯腈-丁二烯-苯乙烯-丙烯酰胺共聚物中的任意一种或至少两种的组合，进一步优选为苯乙烯-丙烯腈共聚物、丙烯腈-丙烯酸甲酯共聚物、丙烯腈-丙烯酰胺共聚物、甲基丙烯...
【专利技术属性】
技术研发人员：岳敏，周竹欣，刘林生，王路海，钱超，
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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