[发明专利]一种锂离子电池正极水性粘合剂及其制备方法

说明书

本发明提供了一种锂离子电池正极水性粘合剂及其制备方法，解决了现有技术中的锂离子电池正极堆积密度偏低、干燥后较脆、柔软性差、成品率低、生产效率低等技术问题。本发明提供的锂离子电池正极水性粘合剂的制备方法，以水为分散介质，加入丙烯酸酯单体、双亲性反应型乳化剂、具有提高高分子链柔性的特殊官能团的功能性单体以及引发剂搅拌混匀，升温引发聚合，反应得到锂离子电池正极水性粘合剂。

技术领域

本发明涉及锂离子电池技术领域，具体涉及一种锂离子电池正极水性粘合剂及其制备方法。

背景技术

新能源项目作为一种新兴产业，符合国家节能减排和可持续发展的方针政策，对于产业结构的调整和转型有很大的帮助。锂离子二次电池作为新能源产业中一个很重要的组成部分，其具有能量密度高、寿命长、体积小、重量轻、安全可靠、无污染等优点，已广泛应用于电动车辆、航天航空、通讯设备以及各类便携式电器，成为21世纪最具发展前景的理想能源。

锂离子电池通常是将电活性物质、导电剂与粘合剂溶液混合研磨均匀成为浆料，涂布于作为集电体的铜箔或铝箔上，经干燥、碾压等工艺处理而成。其中，锂离子电池粘合剂是锂离子电池制备过程中必不可少的原材料之一，其作用是将正、负极电活性材料和导电剂粘附于集电体上。

锂离子电池正极粘合剂主要分为两类，一类为采用有机溶剂作为分散剂的油性粘合剂，目前应用较为广泛的是含氟聚合物粘合剂，如以N-甲基吡咯烷酮(简称：NMP)作为溶剂的聚偏二氟乙烯(简称：PVDF)，由于该粘合剂中有机溶剂用量大且在制作过程中容易挥发，污染环境的同时对操作人员的健康也产生较大的损害，且含氟聚合物及其溶剂价格昂贵，增加了生产成本。另外，该PVDF粘合剂还有充放电循环特性降低的问题。另一类为采用水作为分散剂的水性粘合剂，目前中国发明专利CN201410731027.8公布了一种比较理想的锂离子电池水性粘合剂，通过在SBS中滴入亲油单体和亲水单体以及引发剂，并将亲油亲水单体通过合适的化学反应接枝到SBS大分子链段上，该粘合剂可用于锂离子电池正极的制作，使电极材料具有优良的附着性能和分散性能。但该粘合剂在锂离子电池正极极片制作时，堆积密度偏低，且极片干燥后较脆，干燥过程中容易卷边和开裂，降低了产品的成品率和工厂的生产效率。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了一种锂离子电池正极水性粘合剂及其制备方法，解决了现有技术中的锂离子电池正极堆积密度偏低、干燥后较脆、柔软性差、成品率低、生产效率低等技术问题。

本发明一实施例提供的一种锂离子电池正极水性粘合剂的制备方法，以水为分散介质，加入丙烯酸酯单体、双亲性反应型乳化剂、具有提高高分子链柔性的特殊官能团的功能性单体以及引发剂搅拌混匀，升温引发聚合，反应得到锂离子电池正极水性粘合剂；

其中，所述丙烯酸酯单体选自甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸羟乙酯、丙烯腈、丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酰胺、衣康酸、甲基丙烯酸、丙烯酸羟丙酯或丙烯酸辛酯中的一种或多种；

其中，所述双亲性反应型乳化剂选自丙烯酰胺基异丙基磺酸钠、含烯丙基的特种醇醚硫酸盐、含双键的醇醚磺基琥珀酸酯钠盐、烯丙氧基羟丙磺酸钠或烷基酰胺乙烯磺酸钠中的一种或多种；

其中，所述具有提高高分子链柔性的特殊官能团的功能性单体选自丙烯酸十八酯、丙烯酸辛酯、月桂酸酯、丙烯酸十七酯、甲基丙烯酸十八酯、丙烯酸环己酯、叔碳酸乙烯酯、丙烯酸苄酯或丙烯酸全氟烷基酯中的一种或多种；

其中，所述引发剂选自无机过氧类引发剂、偶氮类引发剂、有机过氧类引发剂、水溶性氧化还原引发剂或油溶性氧化还原引发剂中的一种或几种；

其中，所述引发剂选自偶氮二异丁腈、过氧化苯甲酰、过硫酸钠、过硫酸铵、过硫酸盐或亚硫酸钠中的一种或几种；