【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于锂离子电池，具体涉及一种自修复分散功能正极粘结材料的制备方法、正极浆料及其制备方法、正极极片的制备方法。
技术介绍
1、在过去的几十年里，聚偏氟乙烯(pvdf)基含氟聚合物因其有显著的热稳定性、化学惰性、低表面能、独特的电性能等而被广泛应用于电极材料的制备。但因其依靠弱的范德华力提供粘结网络，会导致电极颗粒的脱团、极片易开裂、容量易衰减，特别是在高能量密度的电池中此缺陷更加突出。因此，我们会对pvdf进行接枝改性来改善其表面亲水性、开发具有可调结构和性能的新型氟化聚合物，满足不同应用对材料的多样化要求。
2、专利cn102153704a公开了一种n-乙烯基吡咯烷酮（nvp）单体与pvdf粉体进行共辐射接枝对pvdf进行改性；专利us 5576106公开了辐射接枝将不饱和官能单体接枝到粉状含氟聚合物表面的方法。
3、上述所提到的接枝方法，虽然可以获得较高的接枝率，但是在接枝的过程中，使用了大量的溶剂，后续处理麻烦。
4、专利cn102603986a公开了一种表面固相接枝改性pvdf及其制备方法。但是其工艺需强碱预处理并且需氮气保护，制备效率低。
5、因此有必要开发一种新的效率高、可长期使用、不易污染、接枝率高的pvdf改性方法，来解决现有的锂电池中正极材料粘接力不足而产生的电极颗粒脱团、极片开裂问题。
技术实现思路
1、本专利技术目的是提供一种自修复分散功能正极粘结材料的制备方法、正极浆料及其制备方法、正极极片的制备方法。
2、本专利技术的技术方案是：
3、一种自修复分散功能正极粘结材料的制备方法，该方法包括：
4、(1)将pvdf粉末与适量引发剂、接枝单体、自修复功能单体通过粉碎机混合均匀；
5、(2)将混合均匀的样品通过长径比l/d＝40的双螺杆挤出机高温高压反应条件下挤出pvdf改性产品；
6、(3)将得到的pvdf改性产品经喷雾干燥即得最终成品。
7、进一步的，在步骤(1)中，各反应成分的质量份数为：pvdf 100份；接枝单体 10-20份；引发剂 0.5份；自修复功能单体 5份。
8、进一步的，所述pvdf优选pvdf粘结剂孚诺林（2032）。
9、进一步的，在步骤(1)中，所述接枝单体为甲基丙烯酸磷酸酯（pm-2）、甲基丙烯酸缩水甘油酯（gma）、甲基丙烯酸异丙冰片酯（iboa）、甲基丙烯酸四氢呋喃甲酯（thffa）、醋酸乙烯酯（va）、n-乙烯吡咯烷酮（nvp）、1,6-己二醇二丙烯酸酯（hdda）、新戊二醇二丙烯酸酯（npgda）、二缩丙二醇二丙烯酸酯（dpgda）、三缩丙二醇二丙烯酸酯（tpgda）和三羟甲基丙烷三丙烯酸酯（tmpta）中的任意一种或至少两种的组合。
10、进一步的，所述接枝单体优选甲基丙烯酸磷酸酯（pm-2）。
11、进一步的，在步骤(1)中，所述自修复功能单体为β-环糊精、杯芳烃、柱芳烃、没食子酸中的任意一种或至少两种的组合。
12、进一步的，所述自修复功能单体优选β-环糊精和没食子酸。
13、进一步的，在步骤(1)中，所述引发剂为过氧化二叔丁基（dtbp）、过氧化二叔丁基异丙苯（bibp）、过氧化苯甲酰（bpo）、过氧化苯甲酸特丁酯（tbpb）、过氧化十二酰（lpo）、过氧化二异丙苯（dcp）、过氧化叔丁基异壬酸酯（tbpin）中的任意一种。
14、进一步的，所述引发剂优选过氧化二叔丁基异丙苯（bibp）。
15、进一步的，在步骤(2)中，所述双螺杆挤出机设有六个区段，其中第一区段至第六区段的温度依次为：30℃、80℃、160℃、160℃、160℃、150℃。
16、进一步的，在步骤(2)中，所述双螺杆挤出机的进料口在第一区段，进料速度为30rpm，螺杆转速为40rpm，物料在双螺杆挤出机内的平均停留时间为1.5-3min。
17、本专利技术的另一技术方案是：
18、一种正极浆料，包括固体物料和有机溶剂；其中所述固体物料按重量份数计算，包括：如前所述方法制备得到的自修复分散功能正极粘结材料 2份；导电剂 1份；磷酸铁锂97份。
19、进一步的，所述有机溶剂的重量份占所述正极浆料总重量的40%。
20、进一步的，所述有机溶剂为n-甲基吡咯烷酮、乙酸乙酯、丙酸甲酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯中的一种或至少两种的组合。
21、进一步的，所述有机溶剂优选n-甲基吡咯烷酮。
22、进一步的，所述导电剂为ks-6、ks-15、sfg-6、sfg-15、乙炔黑、super p、super s、350g、碳纤维、碳纳米管、活性炭中的一种或者至少两种的组合。
23、进一步的，所述导电剂优选super p。
24、本专利技术的第三技术方案是：
25、一种如前所述的正极浆料的制备方法，该方法包括：
26、(1)将所述自修复分散功能正极粘结材料、导电剂和有机溶剂加入混合；
27、(2)将所述磷酸铁锂随后加入，搅拌、分散，得到正极浆料。
28、进一步的，优选高速脱泡机搅拌均匀。
29、本专利技术的第四技术方案是：
30、一种正极极片的制备方法，该方法包括：
31、(1)将分散均匀的如前所述的正极浆料以铝箔为正极基材，均匀涂覆于基材上；
32、(2)将涂覆有正极浆料的基材放置于烘箱中，在105℃环境下烘干，得到正极极片。
33、进一步的，所述正极浆料涂覆后湿厚为200、300μm。
34、本专利技术提供了一种自修复分散功能正极粘结材料的制备方法、正极浆料及其制备方法、正极极片的制备方法，有益效果为：
35、（1）本专利技术的正极粘结材料制备工艺简单、成本低廉、时间短、效率高、无污染、可连续生产，具备工业化生产条件；
36、（2）本专利技术的自修复分散功能正极粘结材料的制备方法，通过机械形变降低了原粘结材料的结晶度，粘结材料的溶解性得到很大提升，得到的极片柔韧性也得到提高，同时通过设置接枝单体增加了极片的剥离力、降低了极片开裂影响；
37、（3）本专利技术制备的正极浆料，由于接枝了磷酸酯基团，具有良好的电荷斥力，加上本身pvdf长链有一定空间位阻效应，使得浆料粘度和稳定性大大提高；
38、（4）本专利技术制备的正极浆料，由于β-环糊精和没食子酸进行了主客体相互作用的可逆交联体系，实现了动态交联，可以在连续循环期间恢复聚合物链之间的断裂键, 从而引入了自修复作用；同时β-环糊精其本身独特的空间网络结构，进一步维持了浆料的稳定性。
39、（5）本专利技术制备的正极极片，由于β-环糊精超支化网络结构与正极材料之间通过多维氢键相互作用, 使两个组分之间接触更加牢固，同时没食子酸的羧基与铝材的螯合作用增加了正极材料与基材的结合力；在整个动态本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种自修复分散功能正极粘结材料的制备方法，其特征在于，该方法包括：
2.根据权利要求1所述的一种自修复分散功能正极粘结材料的制备方法，其特征在于：在步骤(1)中，各反应成分的质量份数为：PVDF 100份；接枝单体 10-20份；引发剂 0.5份；自修复功能单体 5份。
3.根据权利要求1所述的一种自修复分散功能正极粘结材料的制备方法，其特征在于：在步骤(1)中，所述接枝单体为甲基丙烯酸磷酸酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸异丙冰片酯、甲基丙烯酸四氢呋喃甲酯、醋酸乙烯酯、N-乙烯吡咯烷酮、1,6-己二醇二丙烯酸酯、新戊二醇二丙烯酸酯、二缩丙二醇二丙烯酸酯、三缩丙二醇二丙烯酸酯和三羟甲基丙烷三丙烯酸酯中的任意一种或至少两种的组合。
4.根据权利要求1所述的一种自修复分散功能正极粘结材料的制备方法，其特征在于：在步骤(1)中，所述引发剂为过氧化二叔丁基、过氧化二叔丁基异丙苯、过氧化苯甲酰、过氧化苯甲酸特丁酯、过氧化十二酰、过氧化二异丙苯、过氧化叔丁基异壬酸酯中的任意一种。
5.根据权利要求1所述的一种自修复分散功能正极粘结材料的制
6.根据权利要求1所述的一种自修复分散功能正极粘结材料的制备方法，其特征在于：在步骤(2)中，所述双螺杆挤出机的进料口在第一区段，进料速度为30rpm，螺杆转速为40rpm，物料在双螺杆挤出机内的平均停留时间为1.5-3min。
7.一种正极浆料，其特征在于，包括固体物料和有机溶剂；其中所述固体物料按重量份数计算，包括：如权利要求1-6任一项所述方法制备得到的自修复分散功能正极粘结材料 2份；导电剂 1份；磷酸铁锂 97份。
8.一种如权利要求7所述的正极浆料的制备方法，其特征在于，该方法包括：
9.一种正极极片的制备方法，其特征在于，该方法包括：
...【技术特征摘要】
1.一种自修复分散功能正极粘结材料的制备方法，其特征在于，该方法包括：
2.根据权利要求1所述的一种自修复分散功能正极粘结材料的制备方法，其特征在于：在步骤(1)中，各反应成分的质量份数为：pvdf 100份；接枝单体 10-20份；引发剂 0.5份；自修复功能单体 5份。
3.根据权利要求1所述的一种自修复分散功能正极粘结材料的制备方法，其特征在于：在步骤(1)中，所述接枝单体为甲基丙烯酸磷酸酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸异丙冰片酯、甲基丙烯酸四氢呋喃甲酯、醋酸乙烯酯、n-乙烯吡咯烷酮、1,6-己二醇二丙烯酸酯、新戊二醇二丙烯酸酯、二缩丙二醇二丙烯酸酯、三缩丙二醇二丙烯酸酯和三羟甲基丙烷三丙烯酸酯中的任意一种或至少两种的组合。
4.根据权利要求1所述的一种自修复分散功能正极粘结材料的制备方法，其特征在于：在步骤(1)中，所述引发剂为过氧化二叔丁基、过氧化二叔丁基异丙苯、过氧化苯甲酰、过氧化苯甲酸特丁酯、过氧化十二酰、过氧化...
【专利技术属性】
技术研发人员：耿悦凯，姜俊青，惠守华，王争争，郝瑞文，齐文刚，
申请(专利权)人：江苏一特新材料有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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