[发明专利]一种负极粘结剂及其制备方法及锂离子电池

说明书

本发明提供一种锂离子电池用粘结剂，属于锂离子电池技术领域，具体技术方案如下：一种锂离子电池用粘结剂，所述粘结剂为聚碳酸酯改性的丙烯酸酯，所述聚碳酸酯改性的丙烯酸酯包括聚碳酸酯和丙烯酸酯，所述聚碳酸酯的体积百分比为5‑15％。聚碳酸酯改性的丙烯酸酯粘结剂在高温下的稳定性更好，不易与电解液发生副反应而产气，提升了电池的高温存储性能。不论是单独使用或者与SBR混合使用，能够大幅提升电芯的低温性能；同时相比丙烯酸酯粘结剂，电池的高温存储性能和循环稳定性要明显更好。

技术领域

本发明属于锂离子电池技术领域，尤其涉及一种负极粘结剂及其制备方法及锂离子电池。

背景技术

锂离子电池自从进入市场以来，以其寿命长、比容量大、无记忆效应等优点，获得了广泛的应用。锂离子电池低温使用存在容量低、衰减严重、循环倍率性能差、析锂现象明显、脱嵌锂不平衡等问题。然而，随着应用领域不断拓展，锂离子电池的低温性能低劣带来的制约愈加明显。

据报道，在-20℃时锂离子电池放电容量只有室温时的31.5％左右。传统锂离子电池工作温度在-20～+55℃之间。但是在航空航天、军工、电动车等领域，要求电池能在-40℃正常工作。因此，改善锂离子电池低温性质具有重大意义。

粘结剂除了起到粘结电极的作用之外，对电池的性能影响同样非常大。如相比于传统的丁苯橡胶(SBR)粘结剂，丙烯酸酯类粘结剂由于含有羧基官能团，提升了对锂离子的传导能力，降低了电池的内阻、提高了电池的低温电性能；与此同时，在高温下电解液的腐蚀下，电池的高温存储容易产气、鼓胀，导致电池高温存储失效的问题。

发明内容

本发明的第一个目的在于提供一种负极粘结剂，解决了丙烯酸酯类粘结剂高温存储失效的问题，同时确保电池的低温性能不受到影响。

本发明的第二个目的在于提供一种负极粘结剂的制备方法。

本发明的第三个目的在于提供一种含有该负极粘结剂的锂离子电池。

为了实现上述目的，本发明采取如下的技术方案：

一种负极粘结剂，所述负极粘结剂为聚碳酸酯改性的丙烯酸酯，所述聚碳酸酯改性的丙烯酸酯包括聚碳酸酯和聚丙烯酸酯，所述聚碳酸酯的体积百分比为5-15％。

进一步的，所述聚碳酸酯的结构式如(Ⅰ)式：

其中：R是苯甲基、苯乙基、苯丙基、对苯甲乙基的一种或两种。

一种负极粘结剂的制备方法，具体包括以下步骤：

步骤一：将乳化剂和引发剂加入去离子水中，搅拌至全部溶解后，加入丙烯酸酯单体、粘结单体和交联单体，搅拌乳化后得到单体的预乳化液；

步骤二：在反应釜中加入乳化剂、缓冲剂和去离子水，搅拌至全部溶解并置于50℃水浴中；将引发剂水溶液和所述单体的预乳化液滴加至反应釜中，水浴升温至85℃，聚合反应2h后，降至室温，用氨水调pH值为7-9后得到聚丙烯酸酯乳液；

步骤三：向聚丙烯酸酯乳液中加入聚碳酸酯，继续搅拌2h使之完全混合得到聚碳酸酯改性的聚丙烯酸酯，其中，所述聚碳酸酯的体积百分比为5-15％。