[发明专利]用于金属/金属离子电池的PVDF

说明书

本发明涉及包含衍生自亲水性(甲基)丙烯酸单体的重复单元的偏二氟乙烯共聚物以及氟单体组合物，并且涉及它们在制造电池部件如膜隔膜和电极粘合剂中的用途，涉及所述电池部件并且涉及包含所述部件的电化学装置。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2016年10月20日提交的欧洲申请号16194835.1的优先权，出于所有目的将所述申请的全部内容通过援引方式并入本申请。

技术领域

本发明涉及包含衍生自亲水性(甲基)丙烯酸单体的重复单元的偏二氟乙烯共聚物以及氟单体组合物，并且涉及它们在制造电池部件如膜隔膜和电极粘合剂中的用途，涉及所述电池部件并且涉及包含所述部件的电化学装置。

背景技术

本领域中已知氟聚合物适合作为粘合剂用于制造用于在电化学装置如二次电池中使用的电极以及作为隔膜涂层用于制造复合材料隔膜。

总体上，用于制造正电极或负电极并且还用于涂覆隔膜的技术涉及使用有机溶剂用于溶解氟聚合物。

在制造电极的情况下，该有机溶剂的作用典型地是溶解该氟聚合物以便将电活性材料颗粒彼此粘合并且在该有机溶剂蒸发时将这些颗粒粘合到金属集电体上。

该氟聚合物粘合剂应该适当地将这些电活性材料颗粒彼此粘合并且适当地将这些颗粒粘合到金属集电体上，使得这些颗粒在充电和放电循环过程中可以化学地承受大体积膨胀和收缩。

在制造隔膜中，典型地将前体溶液配制成墨水或糊状物，该墨水或糊状物包含分散在氟聚合物粘合剂于合适的溶剂中的溶液中的固体微粒材料。

通常将如此获得的墨水溶液布置到非涂覆的隋性载体的表面上，并且然后将溶剂从该溶液层移除以沉积隔膜层，该隔膜层粘附到该隋性载体上。典型地使用溶剂系统来分散聚合物粘合剂，这种溶剂系统总体上包括N-甲基吡咯烷酮(NMP)，或N-甲基吡咯烷酮和稀释溶剂如丙酮、乙酸丙酯、甲基乙基酮和乙酸乙酯的混合物。

PVDF是电极粘合剂中最广泛使用的氟聚合物。例如，US 2002/0197536(三星SDI有限公司(SAMSUNG SDI CO.LTD.))26.12.2002披露了一种用于在锂电池中使用的聚合物电解质，这种聚合物电解质包含偏二氟乙烯-六氟丙烯的共聚物或进一步包含选自由丙烯酸和马来酸单烷基酯组成的组的至少一种化合物的重复单元的共聚物。

确保电极的良好性能的要求是电极朝向集电体的良好附着力以及所得电极的良好柔性。

类似地，具有涂层到惰性载体上的良好附着力和良好柔性的隔膜确保了良好的性能。

这具有在应用如柔性电池中的特别的重要性，其中电化学装置部件必须能够经受弯曲，同时维持优异的附着力以保证电池单元操作。

为了获得在集电体上沉积的良好品质的电极，低粘度电极浆料是所希望的。这使制造方法更容易。

发明内容

现在已经出人意料地发现，具有以上描述的所希望的特性的电极和隔膜适当地通过使用至少两种具有两种不同特征的氟聚合物的组合来提供。

在第一实例中，本发明涉及一种组合物(C)，该组合物包含：

-至少一种半晶质氟聚合物[聚合物(F1)]，包含以相对于聚合物(F1)的重复单元的总摩尔按摩尔计至少50％的量的衍生自偏二氟乙烯(VDF)的重复单元以及以相对于聚合物(F1)的重复单元的总摩尔按摩尔计至少0.1％、优选地按摩尔计至少0.3％、甚至更优选地按摩尔计至少0.5％、并且按摩尔计不超过5％的量的衍生自至少一种具有式(I)的亲水性(甲基)丙烯酸单体(MA)的重复单元：

其中：