【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及锂电池的，更具体地，涉及一种正极粘结剂及其在锂电池正极中的应用。
技术介绍
1、在锂离子电池中，粘结剂主要用来保证电池在使用过程中活性物质颗粒间、活性颗粒与导电剂间以及活性颗粒与集流体间具有一定的粘结强度，起到保持充放电时电极完整的作用。粘结剂作为电极材料不可缺少的组成部分，虽然用量少，但是对电池的电化学性能具有重要影响。
2、考虑到电池电化学性能及长循环寿命的需求，粘结剂通常需要具有以下要求：(1)粘结性能好，能将活性物质稳定地粘结在集流体上。(2)柔性好；能使活性物质和导电剂均匀分散并形成稳定导电网络。(3)化学稳定性和电化学稳定性好，在电池运行中不参与反应；在电解液中溶胀系数小。(4)环境友好，成本低廉。
3、聚偏氟乙烯(pvdf)是目前最为常用的正极粘结剂，尽管pvdf具有较好的电化学稳定性，能够表现出优异的循环稳定性，但其在不同活性物质中的应用仍存在不同的缺陷。因为它不具备功能性官能团，无法起到吸附锂离子和导电子的作用，且与电极材料之间仅存在弱的范德华力，从而无法起到强的粘附性能。
4、通过在合成过程中引入第二或第三单体进行共聚，可以显著降低pvdf的模量和结晶度，改善其粘结性；例如专利cn112072108a公开了一种锂电池用导电粘结剂及其制备方法，过自由基聚合法将2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(amps)接枝共聚到聚偏氟乙烯(pvdf)上，制备pvdf-g-pamps共聚物，通过共混法引入无定形聚甲基丙烯酸甲酯(pmma)制得pvdf-g-pamps/pmma共混物
5、橡塑复合材料由于其柔顺性好，环境优化，价格低廉等优势，已被广泛的研究并逐步应用到商业化电池产品中。例如，丁苯橡胶(sbr)是由1，3-丁二烯和苯乙烯共聚制得的弹性体，其乳液用作粘结剂时弹性好，抗还原能力强，被广泛应用于锂离子电池的负极粘结剂；专利cn114094165a的一种锂离子电池中，其负极粘结剂为侧链含有羟基的聚合物，有利于在硅基负极表面能形成稳定的sei界面。但是上述sbr等橡塑复合材料均只能用于负极粘结剂，由于橡塑复合材料的抗氧化能力弱，无法用于正极粘结剂。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是克服现有正极粘结剂的粘结性能低，柔韧性差，成本过高的缺陷和不足，提供一种橡塑复合材料在制备正极粘结剂中的应用。
2、本专利技术的另一目的是提供一种正极粘结剂。
3、本专利技术的又一目的是提供一种包含上述正极粘结剂的正极片。
4、本专利技术的又一目的是提供一种包含上述正极片的锂电池。
5、本专利技术上述目的通过以下技术方案实现：
6、本专利技术保护一种橡塑复合材料在制备正极粘结剂中的应用，所述橡塑复合材料的结构式为rumx，其中，ru为橡胶相，m为塑料相，x为所述塑料相的质量分数；
7、所述塑料相选自聚甲基丙烯酸或其酯类衍生物；
8、所述x为1-99％。
9、本专利技术的一种橡塑复合材料能够应用正极粘结剂中，具有橡胶相和塑料相，所述橡胶相具有优异的柔韧性和粘结性能，对活性材料和集流体具有良好的附着力，不会出现活性材料脱落的情况，在充放电过程中能够防止体积变化，保证充放电过程中正极结构的稳定性；塑料相选自聚甲基丙烯酸或其酯类衍生物时，其对锂电极具有高稳定性，同时存在极性基团，该结构中的羰基c＝o和醚基c-o-c中的氧原子可与锂盐等活性物质络合，具有离子输运能力，离子电导率更高，有利于提高电池比容量；通过橡胶相和塑料相的协同作用，提高橡塑复合材料的柔韧性、粘结性能和化学稳定性，抗氧化能力强。此外，本专利技术的橡塑复合材料为水性粘结剂，具有环境友好、成本低的特点。
10、在其中一些实施方式中，所述x为20-60％，更优选为25-55％，进一步优选为28-32％或45-50％。提高橡胶相的含量有利于提高聚合物的柔韧性和耐磨性，而提高塑料相的含量能够提高橡塑复合材料的硬度和化学稳定性；通过优化塑料相的质量分数，能够得到同时兼顾柔韧性好、化学稳定性佳的橡塑复合材料。
11、在其中一些实施方式中，所述橡塑复合材料为橡胶相和塑料相单体接枝反应形成的接枝共聚物。
12、在其中一些实施方式中，所述橡胶相为天然橡胶和/或顺式聚异戊二烯。
13、在其中一些实施方式中，所述顺式聚异戊二烯中的单体成分为异戊二烯(2-甲基-1，3-丁二烯)。
14、在其中一些实施方式中，所述塑料相单体的分子通式为ch2＝c(ch3)coo-r；
15、所述r选自氢、c1-c6烷基或c1-c6烷基衍生物，所述c1-c6烷基衍生物为c1-c6烷基中一个或多个氢原子被羟基、羧基、酯基或环氧基取代。
16、在其中一些实施方式中，所述r选自甲基、乙基、丁基、羟乙基或缩水甘油基。
17、本专利技术保护一种正极粘结剂，包括上述的橡塑复合材料。
18、其中一些实施方式中，所述正极粘结剂为天然橡胶(nr)与甲基丙烯酸甲酯(pmma)接枝共聚物。
19、优选地，所述橡胶相为天然橡胶，所述塑料相为聚甲基丙烯酸甲酯，所述塑料相的质量分数为30％，简写为mg30；离子电导率为2.6×10-11s/cm。
20、优选地，所述橡胶相为天然橡胶，所述塑料相为聚甲基丙烯酸甲酯，所述塑料相的质量分数为49％，简写为mg49；离子电导率为1.7×10-11s/cm。
21、相对于mg49，mg30由于nr含量更高，其柔韧性和粘结性能更好，且离子电导率更高，作为粘结剂时更有利于离子输运。
22、本专利技术保护一种正极片，包括所述的正极粘结剂、活性物质、导电剂和集流体。
23、在其中一些实施方式中，所述活性物质选自磷酸铁锂、锰酸锂、钴酸锂、三元镍钴锰或硫中的任一种或两种以上。
24、在其中一些实施方式中，所述导电剂为导电炭黑、导电石墨、碳纤维、碳纳米管、石墨烯中的任一种或两种以上。
25、在其中一些实施方式中，所述的活性物质、导电剂和粘结剂的质量比为(6～9)：(0.5～2)：(0.5～2)。优选地，其质量比为(7～9)：(0.5～2)：1；更优选地，其质量比为8：1：1。
26、在其中一些实施方式中，所述正极片的制备方法，包括以下步骤：将所述活性物质、导电剂、粘结剂在有机溶剂中混合均匀后，采用溶液涂覆工艺在集流体表面形成层状，即得正极片。
27、优选地，有机溶剂为四氢呋喃、乙腈、丙酮、甲苯、苯或氯仿中的任一种或两种以上。
28、优选地，所述的溶液涂覆工艺为刮涂、狭缝涂覆、旋涂、浸涂、喷涂中的任一种或两种以上。
29、优选地，所述正极片的制本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种橡塑复合材料在制备正极粘结剂中的应用，其特征在于，所述橡塑复合材料的结构式为RuMx，其中，Ru为橡胶相，M为塑料相，x为所述塑料相的质量分数；
2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述橡塑复合材料为橡胶相和塑料相单体接枝反应形成的接枝共聚物。
3.根据权利要求1或2所述的应用，其特征在于，所述橡胶相为天然橡胶和/或顺式聚异戊二烯。
4.根据权利要求2所述的应用，其特征在于，所述塑料相单体的分子通式为CH2＝C(CH3)COO-R；
5.根据权利要求4所述的应用，其特征在于，所述R选自甲基、乙基、丁基、羟乙基或缩水甘油基。
6.一种正极粘结剂，其特征在于，包括权利要求1-5任一项所述应用中的橡塑复合材料。
7.一种正极片，其特征在于，包括权利要求5所述的正极粘结剂、活性物质、导电剂和集流体。
8.根据权利要求7所述的正极片，其特征在于，所述活性物质选自磷酸铁锂、锰酸锂、钴酸锂、三元镍钴锰或硫中的任一种或两种以上。
9.根据权利要求7所述的正极片，其特征在于，所述的活性物质
10.一种锂电池，其特征在于，包括权利要求7-9任一项所述的正极片、负极片、间隔于所述正极片和所述负极片之间的隔膜和电解液。
...【技术特征摘要】
1.一种橡塑复合材料在制备正极粘结剂中的应用，其特征在于，所述橡塑复合材料的结构式为rumx，其中，ru为橡胶相，m为塑料相，x为所述塑料相的质量分数；
2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述橡塑复合材料为橡胶相和塑料相单体接枝反应形成的接枝共聚物。
3.根据权利要求1或2所述的应用，其特征在于，所述橡胶相为天然橡胶和/或顺式聚异戊二烯。
4.根据权利要求2所述的应用，其特征在于，所述塑料相单体的分子通式为ch2＝c(ch3)coo-r；
5.根据权利要求4所述的应用，其特征在于，所述r选自甲基、乙基、丁基、羟乙基或缩水甘油基。
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。