【技术实现步骤摘要】
本申请涉及电池制造，具体而言，涉及一种粘结剂及其制备方法、添加剂、涂层浆料、电池隔膜及其应用。
技术介绍
1、现有技术中，由于电池中的电解液成分存在不稳定的问题，导致当前的电池存在电池容量以及电池循环寿命欠佳的问题。
技术实现思路
1、本申请的目的在于提供一种粘结剂及其制备方法、添加剂、涂层浆料、电池隔膜及其应用，能够在一定程度上改善对应电池的电池容量以及电池循环寿命欠佳的问题。
2、本申请的实施例是这样实现的：
3、第一方面，本申请实施例提供一种粘结剂，包括第一功能单元和/或第二功能单元，第一功能单元用于和hf反应，第二功能单元用于吸附过渡金属离子。
4、上述技术方案中，粘结剂包括能够与hf反应的第一功能单元以及能够吸附过渡金属离子的第二功能单元，使得含有该粘结剂的电池具有较高的电池容量以及较长的循环寿命。其中，第一功能单元用于和电解液中析出的hf反应(现有的电解液成分通常会析出hf，其会腐蚀电池正负极)，以降低电池正负极被hf腐蚀损伤的风险，以使含有该粘结剂的电池具有较高的电池容量，同时，还能缓解电池正极中过渡金属离子的溶出现象(hf会导致正极中的过渡金属离子析出)；第二功能单元用于吸附从电池正极中溶出的过渡金属离子，以降低过渡金属离子在电池负极沉积并损伤电池负极的风险，以使含有该粘结剂的电池具有较长的电池循环寿命。通过两种功能单元的共同作用，能够降低电解液析出的hf对电池造成的不良影响，同时，还能有效降低过渡金属离子在电池负极沉积并损伤电池
5、在一些可选的实施方案中，第一功能单元包括具有硅氧键的取代基和/或硅氮键的取代基。
6、上述技术方案中，取代基中的硅氧键和/或硅氮键作为电子供体，能够较好地与电子受体hf反应，达到捕获hf的目的，从而降低电池正负极被hf腐蚀损伤的风险，以使含有该粘结剂的电池具有较高的电池容量，同时，还能缓解电池正极中过渡金属离子的溶出现象。
7、在一些可选的实施方案中，具有硅氧键的取代基的第一功能单元包括有机硅烯烃类。
8、上述技术方案中，有机硅烯烃类能够较好地与hf发生反应，从而更方便地去除hf。
9、在一些可选的实施方案中，第二功能单元包括吡啶类取代基和/或冠醚类取代基。
10、在一些可选的实施方案中，第二功能单元包括吡啶类取代基、咪唑类取代基和冠醚类取代基中的一种或多种。
11、上述技术方案中，取代基中的吡啶、咪唑和/或冠醚能够较好地吸附过渡金属离子，从而能够降低过渡金属离子在电池负极沉积并损伤电池负极的风险，以使含有该粘结剂的电池具有较长的电池循环寿命。
12、在一些可选的实施方案中，粘结剂包括絮凝剂，絮凝剂包括聚丙烯酰胺、壳聚糖以及环糊精中的一种或多种。
13、本申请实施例提供的絮凝剂能够有效较好地吸附过渡金属离子，有利于与第二功能单元配合以降低过渡金属离子在电池负极沉积并损伤电池负极的风险，以使含有该粘结剂的电池具有较长的电池循环寿命。
14、在一些可选的实施方案中，粘结剂的单体包括丙烯酸酯类、丙烯酸类、丙烯腈、醋酸乙烯酯、苯乙烯类、氟乙烯、偏氟乙烯、六氟丙烯和四氟乙烯中的一种或多种；
15、可选地，粘结剂的单体还包括羧酸烯烃类和酰胺烯烃类中的至少一种。
16、本申请实施例提供的粘结剂的单体包括上述多种材料类型，即能够以丙烯酸酯类、丙烯酸类、丙烯腈、丙烯酰胺类、醋酸乙烯酯、苯乙烯类、氟乙烯、偏氟乙烯、六氟丙烯和四氟乙烯等中的一种或多种单体聚合形成聚合物骨架，从而便于对本申请实施例提供的技术方案进行推广和应用。
17、进一步地，还可以在此基础上，在骨架中枝接羧酸烯烃类和酰胺烯烃类等单体，以使最终制备得到的粘结剂具有更好的形貌和更为适宜的尺寸。
18、在一些可选的实施方案中，粘结剂包括二次颗粒。
19、上述技术方案中，粘结剂包括二次颗粒(即众多数量的一次颗粒团聚而成)，相较于直接将一次颗粒作为粘结剂，二次颗粒能够提供更多的接触位点，从而能够提供更强的粘接力，同时，二次颗粒在颗粒堆积过程中会产生大量孔道，有利于离子传质，以使电池具有较好的综合电学性能。
20、在一些可选的实施方案中，粘结剂中的二次颗粒的dv50为3～50μm；
21、可选地，粘结剂中的二次颗粒的dv50为5～40μm；
22、可选地，粘结剂中的二次颗粒的dv50为10～30μm。
23、上述技术方案中，将粘结剂的粒径限定在特定范围内，是由于该尺寸范围内的粘结剂具有较为适宜的尺寸(即含有适宜数量的一次颗粒)，从而能够提供适宜数量的接触位点，进而提供适宜的粘接力。
24、进一步，将粘结剂的粒径限定在更优选的范围内，能够提供更为适宜的粘接力。
25、在一些可选的实施方案中，粘结剂中的二次颗粒的比表面积为30～300m2/g；
26、可选地，粘结剂中的二次颗粒的比表面积为50～300m2/g；
27、可选地，粘结剂中的二次颗粒的比表面积为80～300m2/g。
28、上述技术方案中，粘结剂具有较大的比表面积，便于进行离子传质，以使电池具有较好的综合电学性能。
29、在一些可选的实施方案中，粘结剂的灰分重量占粘结剂重量的0～10％；
30、可选地，粘结剂的灰分重量占粘结剂重量的0～5％。
31、可选地，第一功能单元占粘结剂重量的1～20wt％，粘结剂的灰分重量占粘结剂重量的0.25～5wt％。上述技术方案中，粘结剂的灰分重量在上述特定范围内，证明粘结剂中具有适宜质量占比的第一功能单元，从而能够更好地去除hf。
32、第二方面，本申请实施例提供一种第一方面实施例提供的粘结剂的制备方法，其包括以下步骤：
33、将乳化剂溶于水并在预设温度下混合，得到第一反应溶液；
34、将引发剂溶于水并混合，得到第二反应溶液；
35、将第一单体、功能单体和第一螯合剂混合，得到第三反应溶液，其中，功能单体用于提供第一功能单元，第一螯合剂用于提供第二功能单元；
36、将第二反应溶液和第三反应溶液混合后加入第一反应溶液并混合，得到混合溶液；
37、将混合溶液在预设温度下反应，得到前驱体溶液；
38、向前驱体溶液中加入絮凝剂并混合，得到含有粘结剂的溶液。
39、上述技术方案中，利用第一单体和功能单体在乳化剂和引发剂的辅助下发生聚合反应，以此形成聚合物骨架，第一螯合剂在氢键的作用下嵌合在聚合物链中，以此形成同时含有第一功能单元和第二功能单元的一次颗粒，然后，在絮凝剂的作用下，一次颗粒团聚形成二次颗粒，以制备得到含有粘结剂的溶液。
40、在一些可选的实施方案中，第一单体包括丙烯酸酯类、苯乙烯类、四氟乙烯和偏氟乙本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种粘结剂，其特征在于，包括第一功能单元和/或第二功能单元，所述第一功能单元用于和HF反应，所述第二功能单元用于吸附过渡金属离子。
2.根据权利要求1所述的粘结剂，其特征在于，所述第一功能单元包括具有硅氧键的取代基和/或硅氮键的取代基。
3.根据权利要求2所述的粘结剂，其特征在于，所述具有硅氧键的取代基的所述第一功能单元包括有机硅烯烃类。
4.根据权利要求1所述的粘结剂，其特征在于，所述第二功能单元包括吡啶类取代基和/或冠醚类取代基。
5.根据权利要求1所述的粘结剂，其特征在于，所述第二功能单元包括吡啶类取代基、咪唑类取代基和冠醚类取代基中的一种或多种。
6.根据权利要求1所述的粘结剂，其特征在于，所述粘结剂包括絮凝剂，所述絮凝剂包括聚丙烯酰胺、壳聚糖以及环糊精中的一种或多种。
7.根据权利要求1～6中任一项所述的粘结剂，其特征在于，所述粘结剂的单体包括丙烯酸酯类、丙烯酸类、丙烯腈、醋酸乙烯酯、苯乙烯类、氟乙烯、偏氟乙烯、六氟丙烯和四氟乙烯中的一种或多种；
8.根据权利要求1～6中环任一项所述
9.根据权利要求8所述的粘结剂，其特征在于，所述粘结剂中的所述二次颗粒的Dv50为3～50μm；
10.根据权利要求8所述的粘结剂，其特征在于，所述粘结剂中的所述二次颗粒的比表面积为30～300m2/g；
11.根据权利要求1～6中任一项所述的粘结剂，其特征在于，所述粘结剂的灰分重量占所述粘结剂重量的0～10％；
12.一种如权利要求1～11任意一项所述的粘结剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
13.根据权利要求12所述的制备方法，其特征在于，
14.根据权利要求12所述的制备方法，其特征在于，所述絮凝剂和所述第一单体的重量份比为(1～5)：(100～300)；
15.根据权利要求12所述的制备方法，其特征在于，在制备所述第二反应溶液的步骤中，还包括：向所述引发剂和水的混合液中加入第二单体和第二螯合剂，其中，所述第二单体包括羧酸烯烃类和酰胺烯烃类中的一种或多种，所述第二螯合剂包括氨基羧酸类螯合剂；
16.一种涂层浆料，其特征在于，含有如权利要求1～11中任一项所述的粘结剂。
17.根据权利要求16所述的涂层浆料，其特征在于，所述涂层浆料还包括至少一种无机材料。
18.根据权利要求17所述的涂层浆料，其特征在于，所述无机材料包括氧化铝、勃姆石、二氧化硅、氧化钛、氧化铈、氧化钙、氧化锌、氧化镁、氮化锂、碳酸钙、硫酸钡、磷酸锂、磷酸锂钛、磷酸铝钛锂、钛酸铈、钛酸钙、钛酸钡和钛酸镧锂中的一种或多种。
19.一种电池隔膜，其特征在于，包括：
20.一种电池隔膜，其特征在于，包括：
21.根据权利要求19或20所述的电池隔膜，其特征在于，所述电池隔膜的粘附力为5～50N/m；
22.一种如权利要求19～21中任一项所述的电池隔膜在二次电池中的应用。
23.根据权利要求22所述的应用，其特征在于，满足以下条件中的A和/或B：
24.根据权利要求22所述的应用，其特征在于，所述二次电池包括锂离子二次电池和钠离子二次电池中的一种或多种。
25.一种添加剂，其特征在于，包括第一功能单元和/或第二功能单元，所述第一功能单元用于和HF反应，所述第二功能单元用于吸附过渡金属离子。
26.一种涂层浆料，其特征在于，含有如权利要求25所述的添加剂。
27.一种电池隔膜，其特征在于，包括：
28.一种电池隔膜，其特征在于，包括：
29.一种如权利要求27或28所述的电池隔膜在二次电池中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种粘结剂，其特征在于，包括第一功能单元和/或第二功能单元，所述第一功能单元用于和hf反应，所述第二功能单元用于吸附过渡金属离子。
2.根据权利要求1所述的粘结剂，其特征在于，所述第一功能单元包括具有硅氧键的取代基和/或硅氮键的取代基。
3.根据权利要求2所述的粘结剂，其特征在于，所述具有硅氧键的取代基的所述第一功能单元包括有机硅烯烃类。
4.根据权利要求1所述的粘结剂，其特征在于，所述第二功能单元包括吡啶类取代基和/或冠醚类取代基。
5.根据权利要求1所述的粘结剂，其特征在于，所述第二功能单元包括吡啶类取代基、咪唑类取代基和冠醚类取代基中的一种或多种。
6.根据权利要求1所述的粘结剂，其特征在于，所述粘结剂包括絮凝剂，所述絮凝剂包括聚丙烯酰胺、壳聚糖以及环糊精中的一种或多种。
7.根据权利要求1～6中任一项所述的粘结剂，其特征在于，所述粘结剂的单体包括丙烯酸酯类、丙烯酸类、丙烯腈、醋酸乙烯酯、苯乙烯类、氟乙烯、偏氟乙烯、六氟丙烯和四氟乙烯中的一种或多种；
8.根据权利要求1～6中环任一项所述的粘结剂，其特征在于，所述粘结剂包括二次颗粒。
9.根据权利要求8所述的粘结剂，其特征在于，所述粘结剂中的所述二次颗粒的dv50为3～50μm；
10.根据权利要求8所述的粘结剂，其特征在于，所述粘结剂中的所述二次颗粒的比表面积为30～300m2/g；
11.根据权利要求1～6中任一项所述的粘结剂，其特征在于，所述粘结剂的灰分重量占所述粘结剂重量的0～10％；
12.一种如权利要求1～11任意一项所述的粘结剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
13.根据权利要求12所述的制备方法，其特征在于，
14.根据权利要求12所述的制备方法，其特征在于，所述絮凝剂和所述第一单体的重...
【专利技术属性】
技术研发人员：马六甲，何方波，曹大为，虞少波，孙敏强，周远洋，罗朝魁，
申请(专利权)人：珠海辰玉新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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