【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及锂离子电池，尤其是涉及一种聚合物电解质型丁苯乳液粘结剂及一步法制备方法与应用。
技术介绍
1、锂离子电池以其高电压、高比能量、稳定的放电电压、优越的循环性能、安全性和长寿命等特点，广泛应用于消费类电子产品、电动汽车、航空航天器以及储能电站等领域。典型的锂离子电池由正极、负极、隔膜、电解液(通常由锂盐和有机溶剂组成)和电池外壳组成。其中，负极作为电池的核心组成部分之一，其性能直接影响着电池的效率和使用寿命。
2、锂离子电池的负极结构主要包括负极活性材料、导电剂、金属集流体和粘结剂。粘结剂虽用量不多，但其在负极制备中起到至关重要的作用。粘结剂的主要功能是将负极活性材料和导电剂颗粒牢固粘结在金属集流体表面，形成一个均匀一体的结构，确保它们之间良好的电子和离子传导，从而降低电极的内阻，提升电池的性能和稳定性。
3、目前，丁苯乳液是一种常用的负极粘结剂。丁苯乳液具有良好的黏结性和化学稳定性，在锂电池的制备过程中与羧甲基纤维素钠(cmc)常常联合使用，以提高粘结效果和电极的结构稳定性。
4、然而，现有技术制备的电解质型聚合物丁苯乳液存在凝胶含量低、粒径大的问题，基于此，亟需开发新型丁苯乳液粘结剂以解决上述问题。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于，开发一种凝胶含量高、乳液粒径小的锂电池负极粘结剂。
2、本专利技术的第一个方面在于：
3、提供一种粘结剂。
4、本专利技术的第二个方面在于：
5、提
6、本专利技术第三个方面在于：
7、所述粘结剂的应用。
8、本专利技术还提出一种锂离子电池。
9、具体而言，根据本专利技术的第一个方面采用的技术方案为：
10、一种粘结剂，所述粘结剂的原料包括以下组分：
11、苯乙烯；
12、二官能丙烯酸酯；
13、聚合单体；
14、硫醇链转移剂；
15、丁二烯；
16、引发剂；
17、离子化功能单体；
18、乳化剂。
19、根据本专利技术的实施方式，所述技术方案中的一个技术方案至少具有如下优点或有益效果之一：
20、本专利技术以丁二烯、苯乙烯、聚合单体、离子化功能单体、二官能丙烯酸酯和硫醇链转移剂为活性原料，经复合乳化剂和剪切外力的分散作用在水介质中得到预乳化液，再经自由基乳液共聚制备得到粘结剂乳液，其乳液粒径小，平均粒径均在60～100nm以内，具有极高的分散性和稳定性；
21、二官能丙烯酸酯的加入，使得粘结剂乳液的干膜具有极佳的交联，干膜凝胶含量在90％以上；
22、原料中的大部分羧基能够被转化为离子性-coom，并集中在粘结剂乳液粒表面，使得粘结剂表面形成足够的极性和离子性，当粘结剂被用于组装为极片时，其与电解液中的锂盐和有机溶剂能够形成很好的相容性，同时在与羧甲基纤维素复配使用时具有很好的相容性和对负极活性填料和导电剂颗粒优良的分散稳定性，其中，m为li、na、k中的一种，并且含有少量或微量的h；
23、本专利技术的粘结剂乳液干燥成膜的玻璃化转变温度在-10℃～20℃范围内，在常温或稍低温下均易施工和成型，具有较广的适用范围。
24、此外，本专利技术粘结剂含有侧链的苯基磺酸盐，具有较强的离子性。本专利技术使用适量的二官能丙烯酸酯，使得聚合物乳液干膜具有适度的交联，干膜凝胶含量在90％以上，具有很好的骨架稳定性，不易受到有机电解液的冲击破坏。
25、根据本专利技术的实施方式，所述粘结剂的原料包括以下重量份的组分：
26、苯乙烯，100-120份；
27、二官能丙烯酸酯，1-4份；
28、聚合单体，2-6份；
29、硫醇链转移剂，0.1-0.4份；
30、丁二烯，70-80份；
31、引发剂，2-4份；
32、离子化功能单体，10-20份；
33、乳化剂，2-6份。
34、本专利技术使用适量的二官能丙烯酸酯，使得聚合物乳液干膜具有适度的交联，干膜凝胶含量在90％以上，具有很好的骨架稳定性，不易受到有机电解液的冲击破坏。
35、根据本专利技术的实施方式，所述二官能丙烯酸酯包括1,2-乙二醇二官能丙烯酸酯、1,2-丙二醇二官能丙烯酸酯、1,3-丙二醇二丙酸酯、1,4-丁二醇二官能丙烯酸酯、1,6-己二醇二官能丙烯酸酯、缩乙二醇二官能丙烯酸酯、缩乙二醇二甲基丙烯酸酯、缩丙二醇二官能丙烯酸酯、缩丙二醇二甲基丙烯酸酯、聚乙二醇二官能丙烯酸酯、聚乙二醇二甲基丙烯酸酯、聚丙二醇二官能丙烯酸酯和聚丙二醇二甲基丙烯酸酯中的至少一种。
36、根据本专利技术的实施方式，聚合单体包括不饱和羧酸酯和不饱和烯腈中的至少一种。
37、根据本专利技术的实施方式，所述不饱和羧酸酯包括丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、马来酸二酯、衣康酸二酯中的至少一种。
38、根据本专利技术的一种实施方式，所述丙烯酸酯包括丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、丙烯酸羟丁酯和丙烯酸c4～c8烷基酯中的至少一种，
39、根据本专利技术的一种实施方式，所述甲基丙烯酸酯包括甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸羟丁酯和甲基丙烯酸c4～c8烷基酯中的至少一种。
40、根据本专利技术的一种实施方式，所述马来酸二酯包括马来酸二甲酯、马来酸二乙酯、马来酸二丁酯、马来酸二异辛酯中的至少一种。
41、根据本专利技术的一种实施方式，所述衣康酸二酯包括衣康酸二甲酯、衣康酸二乙酯、衣康酸二丁酯、衣康酸二异辛酯中的至少一种。
42、根据本专利技术的实施方式，所述不饱和烯腈包括2-丁烯腈、3-丁烯腈、2-甲基-2丁烯腈中的至少一种。
43、根据本专利技术的实施方式，所述粘结剂还包含由不饱和羧酸酯和不饱和烯腈共聚得到的单元。
44、根据本专利技术的实施方式，所述硫醇链转移剂包括叔十二硫醇和十二烷基硫醇中的至少一种。
45、根据本专利技术的实施方式，离子化功能单体包括不饱和羧酸和乙烯基苯磺酸盐。
46、根据本专利技术的实施方式，所述不饱和羧酸包括马来酸、富马酸、衣康酸、甲基丙烯酸中的至少一种。所述粘结剂的结构式中，式(2)单元源自不饱和羧酸，且需要通过步骤s3中调节所述偏酸性的丁苯乳液ph值为碱性而得到。
47、根据本专利技术的实施方式，引发剂为含有过硫酸盐和碳酸氢钠的混合物。
48、根据本专利技术的实施方式，所述乳化剂包括十二烷基硫酸盐、十二烷基苯磺酸盐、十二烷基二苯醚二磺酸盐中的至少一种，且至少包括十二烷基硫酸盐。
49、根据本专利技术的实施方式，所述十二烷基硫酸盐用量为乳化剂总量的20～80wt％。
50、根据本专利技术的一种实施方式，所述十二烷基硫酸盐中的硫酸盐为钠盐或钾盐。
51、根据本专利技术的一种实施方式，所述十二烷基苯磺酸盐、十本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种粘结剂，其特征在于：所述粘结剂的原料包括以下组分：
2.根据权利要求1所述的一种粘结剂，其特征在于：所述粘结剂的原料包括以下重量份的组分：
3.根据权利要求1所述的一种粘结剂，其特征在于：所述二官能丙烯酸酯包括1,2-乙二醇二官能丙烯酸酯、1,2-丙二醇二官能丙烯酸酯、1,3-丙二醇二丙酸酯、1,4-丁二醇二官能丙烯酸酯、1,6-己二醇二官能丙烯酸酯、缩乙二醇二官能丙烯酸酯、缩乙二醇二甲基丙烯酸酯、缩丙二醇二官能丙烯酸酯、缩丙二醇二甲基丙烯酸酯、聚乙二醇二官能丙烯酸酯、聚乙二醇二甲基丙烯酸酯、聚丙二醇二官能丙烯酸酯和聚丙二醇二甲基丙烯酸酯中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的一种粘结剂，其特征在于：所述聚合单体包括不饱和羧酸酯和不饱和烯腈中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的一种粘结剂，其特征在于：所述引发剂为过硫酸盐和碳酸氢钠的混合物。
6.根据权利要求1所述的一种粘结剂，其特征在于：所述乳化剂包括十二烷基硫酸盐、十二烷基苯磺酸盐、十二烷基二苯醚二磺酸盐中的至少一种，且至少包括十二烷基硫酸盐。
8.一种制备如权利要求1至7任一项所述的一种粘结剂的方法，其特征在于：包括以下步骤：
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于：步骤S2中，所述加热反应，为在9公斤以下压力中，以70～85℃的温度进行加热反应。
10.一种锂电池负极，其特征在于：包括如权利要求1至7任一项所述的一种粘结剂。
...【技术特征摘要】
1.一种粘结剂，其特征在于：所述粘结剂的原料包括以下组分：
2.根据权利要求1所述的一种粘结剂，其特征在于：所述粘结剂的原料包括以下重量份的组分：
3.根据权利要求1所述的一种粘结剂，其特征在于：所述二官能丙烯酸酯包括1,2-乙二醇二官能丙烯酸酯、1,2-丙二醇二官能丙烯酸酯、1,3-丙二醇二丙酸酯、1,4-丁二醇二官能丙烯酸酯、1,6-己二醇二官能丙烯酸酯、缩乙二醇二官能丙烯酸酯、缩乙二醇二甲基丙烯酸酯、缩丙二醇二官能丙烯酸酯、缩丙二醇二甲基丙烯酸酯、聚乙二醇二官能丙烯酸酯、聚乙二醇二甲基丙烯酸酯、聚丙二醇二官能丙烯酸酯和聚丙二醇二甲基丙烯酸酯中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的一种粘结剂，其特征在于：所述聚合单体包括不饱和羧酸酯和不饱和烯腈中的至少一种。
【专利技术属性】
技术研发人员：魏晓芬，黄月文，王旭，桂雪峰，程良瑜，
申请(专利权)人：广东冠豪新材料研发有限公司，
类型：发明
国别省市：
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