【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电池，具体而言，涉及一种黏结剂及其制备方法、正极片和电池。
技术介绍
1、pvdf(聚偏氟乙烯)黏结剂在电池正极上可以粘接活性物质(例如磷酸铁锂、三元正极材料和钠电正极材料等)、导电剂和集流体，保持活性物质制浆时的均匀性和稳定性，提供电极内所需的电子传导，对电池的容量维持、使用寿命、稳定性等起到至关重要的作用。但是，均聚的pvdf的黏结性较差，其在三元正极浆料和钠电正极中的耐碱性差，容易出现凝胶的问题。为了改善pvdf的黏结性以及在动力电池高碱性体系中的耐碱性，通常在pvdf中引入极性的共聚单体，如丙烯酸类、马来酸酐酯类单体等。目前共聚改性的pvdf使用的极性共聚单体含有的羧基，其虽然能够在动力电池三元体系中具有较好的黏结力，但是在更高碱性的三元正极(镍含量超过90％)或者钠电池正极体系中，即使进一步提升羧基共聚的含量，该种共聚改性的pvdf仍然存在凝胶的现象，且耐碱性差。以上方法改性的方法虽然能够起到一定的作用，但是不能完全根除风险的存在。
技术实现思路
1、本专利技术的主要目的在于提供一种黏结剂及其制备方法、正极片和电池，以解决现有技术中黏结剂在正极浆料中存在耐碱性较差的问题。
2、为了实现上述目的，根据本专利技术的一个方面，提供了一种黏结剂，该黏结剂的结构为
3、
4、；其中，i为5～10中任一整数，j为1～5中任一整数，k为5～10中任一整数，l为1～5中任一整数；n为2～15中任一整数；r1选自取代或非取代的c1～c10的
5、进一步地，上述i、j、k和l的比值为8～10：3～5：7～10：1～3。
6、进一步地，上述n为5～10中任一整数。
7、进一步地，上述r1选自取代或非取代的c1～c5的烷基、取代或非取代的c1～c5的烷氧基和-nh2中的任意一种；优选r1为甲基和/或乙基；和/或，r2为-so3m，其中，m选自h+、li+、na+、k+和nh4+中的任意一种，优选r2为磺酸钾基；更优选地，黏结剂的结构为
8、
9、进一步地，上述黏结剂的重均分子量为7×105～11×105g/mol。
10、根据本专利技术的另一个方面，提供了一种前述的黏结剂的制备方法，该制备方法包括：将包括和引发剂的原料混合后进行聚合反应，得到黏结剂；其中，的摩尔比为i:j:k:l，且i、j、k和l与前述中的i、j、k和l等同；r1、r2和n与前述中的r1、r2和n等同。
11、进一步地，上述聚合反应的温度为60～70℃；和/或，聚合反应的时间为15～19h。
12、进一步地，上述原料中引发剂的质量占比为2～5％；优选引发剂为偶氮二异丁腈和/或过氧化二苯甲酰。
13、根据本专利技术的又一个方面，提供了一种正极片，包括正极活性材料、导电剂和黏结剂，该黏结剂为前述的黏结剂。
14、根据本专利技术的又一个方面，提供了一种电池，包括正极片、电解质和负极片，该正极片为前述的正极片。
15、应用本申请的技术方案，本申请的黏结剂的支链上不含有氟，不会发生如pvdf在强碱环境下，发生链式反应，脱氟形成hf，从而导致黏结剂失效的现象。本申请的黏结剂从根本上消除此种链式反应，所以本申请的黏结剂能够具有更好的耐碱性。黏结剂中r2基团的存在一方面有助于促sei膜的形成，从而有助于减少活性物质在循环过程中的副反应，进而有助于提高电芯的循环性能和容量保持率；另一方面，r2基团能够与碱性环境中的正离子形成更强的结合，增强黏结剂在碱性条件下的稳定性，防止其结构在电池工作时的破坏，保持良好的黏结性能。黏结剂中其它支链的存在有助于改善电解液与电极之间的接触，促进离子传输，进而有助于提高电池的电化学性能，尤其是大电流充放电时的循环稳定性。通过调节r1基团和r2基团以及共聚单元的比例，可以控制浆料的黏度，有助于避免在长时间静置或加工过程中出现分层、凝胶等问题，从而有助于提高浆料在涂布过程中的均匀性和稳定性。优化的共聚单元比例和功能化基团，有助于使得浆料即使在高固含量下也能保持良好的流动性和稳定性，有利于提高加工效率和电极片的质量，减少因黏度变化导致的工艺加工风险。因此，本申请的黏结剂通过引入特定的功能化基团和优化共聚单元比例，不仅解决了传统pvdf在高碱性体系中的耐碱性问题，还提高了电池电芯的循环性能和浆料加工的稳定性。
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1.一种黏结剂，其特征在于，所述黏结剂的结构为
2.根据权利要求1所述的黏结剂，其特征在于，所述i、所述j、所述k和所述l的比值为8～10：3～5：7～10：1～3。
3.根据权利要求1或2所述的黏结剂，其特征在于，所述n为5～10中任一整数。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的黏结剂，其特征在于，所述R1选自取代或非取代的C1～C5的烷基、取代或非取代的C1～C5的烷氧基和-NH2中的任意一种；优选所述R1为甲基和/或乙基；
5.根据权利要求1至4中任一项所述的黏结剂，其特征在于，所述黏结剂的重均分子量为7×105～11×105g/mol。
6.一种权利要求1至5中任一项所述的黏结剂的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述聚合反应的温度为60～70℃；和/或，所述聚合反应的时间为15～19h。
8.根据权利要求6或7所述的制备方法，其特征在于，所述原料中所述引发剂的质量占比为2～5％；优选所述引发剂为偶氮二异丁腈和/或过氧化二苯甲酰。>
9.一种正极片，包括正极活性材料、导电剂和黏结剂，其特征在于，所述黏结剂为权利要求1至5中任一项所述的黏结剂。
10.一种电池，包括正极片、电解质和负极片，其特征在于，所述正极片为权利要求9所述的正极片。
...【技术特征摘要】
1.一种黏结剂，其特征在于，所述黏结剂的结构为
2.根据权利要求1所述的黏结剂，其特征在于，所述i、所述j、所述k和所述l的比值为8～10：3～5：7～10：1～3。
3.根据权利要求1或2所述的黏结剂，其特征在于，所述n为5～10中任一整数。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的黏结剂，其特征在于，所述r1选自取代或非取代的c1～c5的烷基、取代或非取代的c1～c5的烷氧基和-nh2中的任意一种；优选所述r1为甲基和/或乙基；
5.根据权利要求1至4中任一项所述的黏结剂，其特征在于，所述黏结剂的重均分子量为7×105～11×105g/mol。
【专利技术属性】
技术研发人员：陈树，黄卫国，李洋，朱冠楠，
申请(专利权)人：上海轩邑新能源发展有限公司，
类型：发明
国别省市：
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