[发明专利]一种电池厚极片及其水基复合粘结剂

说明书

本发明属于电池技术领域，尤其涉及一种电池厚极片用水基复合粘结剂，按重量份计，至少包括如下组分：氟乙烯聚合物5‑8重量份；交联吸水聚合物0.5‑1重量份；水20‑40重量份；氟乙烯聚合物和交联吸水聚合物形成相互缠结交错的聚合物网络。相对于现有技术，本发明中，交联吸水聚合物的分子链为网状结构，氟乙烯聚合物和交联吸水聚合物相互作用使高分子链和高分子网状结构相互作用，形成相互缠结交错的聚合物网络，即使在电解液中长时间放置也不会出现粘结剂溶出的现象。

技术领域

本发明属于电池技术领域，尤其涉及一种电池厚极片及其水基复合粘结剂。

背景技术

锂离子电池具有能量密度高、工作电压高、自放电小等特点，但是由于使用有机电解液，电解液的溶剂选择有机溶剂(一般为N-甲基吡咯烷酮(NMP))，其易挥发、易燃易爆，对人体和环境都有着严重的危害和污染，存在安全隐患。而水基电池相比有机系具有低成本、高安全性的优势。这是因为，水基电池采用常见、环保并且价廉的水作溶剂。

水基电池中的粘结剂中多采用SBR或PTFE。但是SBR的粘结力较弱，导致电池活性材料粘结不牢，进而导致电池的循环稳定性差，影响电池寿命。PTFE乳液和PVDF溶液可以作为水系粘结剂，粘结力虽然不错，但是由于PTFE乳液具有水溶性，随着在电解液中浸泡时间的增加以及充放电循环的进行，PTFE会有溶出问题，从而造成极片软化、掉料、容量下降，进而造成电池循环稳定性不好。

另一方面，添加了PTFE和PVDF的电池极片具有较低的表面能，从而造成极片浸润性不佳的问题，增加了极片的内阻和降低了电池极片中离子传输速度，进而造成电池容量性能不好和极化增大等问题的出现。

此外，目前水基电池浆料的制备工艺大部分为拉浆工艺，其特点为极片厚度薄，导电性优异，倍率性能优异，但是其需要使用大量的集流体作为支撑，造成一定的材料浪费，而且极片体积庞大，难以实现厚电极。

有鉴于此，本发明旨在提供一种电池厚极片用水基复合粘结剂，其具有低成本、绿色环保、制备方法简单等优点，用该粘结剂制备水系电池厚极片，能够降低极片的极化，增加极片的机械稳定性，并且解决了粘结剂溶出的问题，从而提高了使用该厚极片的电池的循环稳定性。

发明内容

本发明的目的之一在于：针对现有技术的不足，而提供一种电池厚极片用水基复合粘结剂，其具有低成本、绿色环保、制备方法简单等优点，用该粘结剂制备水系电池厚极片，能够降低极片的极化，增加极片的机械稳定性，并且解决了粘结剂溶出的问题，从而提高了使用该厚极片的电池的循环稳定性。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种电池厚极片用水基复合粘结剂，按重量份计，至少包括如下组分：

氟乙烯聚合物5-8重量份；

交联吸水聚合物0.5-1重量份；

水20-40重量份；

所述氟乙烯聚合物和所述交联吸水聚合物形成相互缠结交错的聚合物网络。

氟乙烯聚合物、交联吸水聚合物的重量比必须在上述范围内，制备的极片才能不掉粉，不溶解，放置过程中没有粘结剂溶出的现象发生，充放电循环性能优异。超过此数值范围时，极片出现极化大，循环稳定性不好等现象。