[发明专利]聚偏氟乙烯改性复合导电粘结剂的制备方法

说明书

本发明涉及一种聚偏氟乙烯改性复合导电粘结剂的制备方法，步骤如下：(1)向反应釜中加入聚偏氟乙烯分散乳液，吹扫氮气除氧，搅拌，加入含氟单体，升温，加入引发剂和分子量调节剂(2)反应过程中保持聚合温度，搅拌速度不变，反应后，降温出料得到复合材料；(3)在反应池中加入去离子水、盐酸、导电聚合物单体以及步骤(2)制备的复合材料，超声分散，称取引发剂溶于去离子水中，将其加入超声分散的反应溶液中，搅拌后分离，洗涤，干燥。本发明利用含氟单体接枝共聚的方式改性聚偏氟乙烯，降低PVDF结晶度，提高聚偏氟乙烯的粘附性及柔韧性；通过加入导电聚合物单体，提高复合粘结剂的导电性能，降低电阻。

技术领域

本发明属于新能源材料的技术领域，具体涉及一种聚偏氟乙烯改性复合导电粘结剂的制备方法。

背景技术

锂离子电池由于其工作电压高，比能量大，可快速充电和循环寿命长等诸多优点,目前已广泛用作手机，电脑，电动汽车等移动设备的电源。它主要由正负极，电解液，隔膜和外壳组成。其中电极主要由活性材料，导电剂，粘结剂和集流体组成。锂离子电池的性能与电极制作工艺有很大的关系，如粘结剂的性能，活性材料、导电剂、粘结剂的比例等。

目前锂离子电池常用的粘结剂为聚偏氟乙烯树脂，聚偏氟乙烯由于具有较高的介电常数，稳定的电化学窗口，且易形成浆料，在商品锂离子电池中得到广泛的应用，但聚偏氟乙烯为高结晶性聚合物，结晶度一般为50％左右，柔韧性较差，高的结晶度使其在电解液中很难流通，充放电负荷增大，导致电池内阻较大；同时由于聚偏氟乙烯分子极性较小，对金属集流体的粘附性较差，造成锂离子电池循环性能低的问题。

目前，国内外研究人员对锂电用聚偏氟乙烯粘结剂的改性做了很多的工作，涉及的专利有：

专利US5109086A公开了一种聚偏氟乙烯共聚物的制备方法，此方法用含2,3,3,3-四氟丙烯单体改性偏氟乙烯，能提高聚偏氟乙烯共聚物柔顺性，抗冲击性能，耐低温性能，但此方法制备的聚合物反应收率较低。

专利US6201084B公开了一种偏氟乙烯热塑性共聚物的制备方法，该方法采用含氟间二氧杂环戊烯与偏氟乙烯共聚的办法，提高聚合物的稳定性和粘附性，但此方法存在聚合物工艺复杂，聚合物屈服强度低等问题。

专利CN105355922A提供了一种聚吲哚交联聚偏氟乙烯粘结剂，粘结剂由聚吲哚和聚偏氟乙烯交联聚合而成。但聚吲哚的加入增大成本，且充放电过程中会参与氧化还原反应而降解，导致电池寿命下降。

专利CN104282912A公开了一种导电聚合物交联的锂电池用粘结剂及其制备方法，提高了电子的传输速率。但此方法只通过简单共混方式提高导电性能，未对PVDF性质进行改性。

总之，聚偏氟乙烯粘结剂的改性研究主要通过与其他功能单体共聚或与其他物质共混展开，其目的主要是降低结晶度、提高粘结性和导电性、解决因PVDF添加引起的电阻大等问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种聚偏氟乙烯改性复合导电粘结剂的制备方法，利用含氟单体接枝共聚的方式改性聚偏氟乙烯，降低PVDF结晶度，有效控制材料的软硬度，提高聚偏氟乙烯的粘附性及柔韧性；通过加入导电聚合物单体，提高粘结剂的导电性能，降低电阻。

本发明所述的聚偏氟乙烯改性复合导电粘结剂的制备方法，步骤如下：

(1)向反应釜中加入聚偏氟乙烯分散乳液，吹扫氮气除氧，搅拌，加入含氟单体，升温至70-90℃，加入引发剂和分子量调节剂，所述的引发剂加入量占含氟单体比重的0.3-1wt％，所述的分子量调节剂为丙二酸二乙酯，分子量调节剂加入量占乳液中氟单体比重的1-5wt％；

(2)反应过程中保持聚合温度，搅拌速度不变，反应一定时间后，降温出料得到复合材料，将复合材料洗涤后备用；