[发明专利]一种碳酸亚乙烯酯改性的粘结剂及含有该粘结剂的锂离子电池

说明书

本发明提供了一种碳酸亚乙烯酯改性的粘结剂及含有该粘结剂的锂离子电池，所述碳酸亚乙烯酯改性的粘结剂包括基体重复单元A和下述式(1)所示的重复单元。本发明通过将一种重要的电解液中的成膜助剂——碳酸亚乙烯酯引入到粘结剂中，制备得到新型的功能化改性的粘结剂，当碳酸亚乙烯酯引入到现有的粘结剂高分子分子链中，其可以提升现有的粘结剂的粘结性能，同时将改性后的粘结剂应用在电极极片中，极片的导锂离子的能力增强，且粘结剂的稳定性也增强，极片的剥离力增强，应用到锂离子电池后，电化学阻抗降低，电池的循环性能增强，低温性能更优。

技术领域

本发明涉及一种碳酸亚乙烯酯改性的粘结剂及含有该粘结剂的锂离子电池，属于锂离子电池技术领域，具体属于锂离子电池粘结剂开发领域。

背景技术

锂离子电池中的粘结剂作为一种聚合物，既起到活性材料层间的粘结作用，也用于活性材料层与极片基材之间的粘结，在电池的制造和性能方面起重要作用，是电池的重要组分之一。目前的使用最多的粘结剂是聚偏氟乙烯(PVDF)，苯乙烯与丁二烯的共聚物(SBR)，以及丙烯酸(酯)类的粘结剂，但仍存在电导率偏低、膜的机械稳定性偏低的缺点。

发明内容

为了改善现有技术的不足，本发明的目的是提供一种碳酸亚乙烯酯改性的粘结剂及含有该粘结剂的锂离子电池，所述碳酸亚乙烯酯改性的粘结剂的电导率和粘结性能较现有的粘结剂大幅提高，且制备成膜的机械稳定性也有所提升，包括所述粘结剂的锂离子电池的常温和低温的循环性能也得到较大幅度的改进。

本发明目的是通过如下技术方案实现的：

一种共聚物，所述共聚物包括基体重复单元A和下述式(1)所示的重复单元：

根据本发明，所述共聚物中还进一步包括功能重复单元C。

根据本发明，所述基体重复单元A来自于基体单体，所述基体单体可以根据所述共聚物的应用环境不同，进行不同的选择：

例如，当所述共聚物作为锂离子电池用正极粘结剂时，所述基体单体选自乙烯和氟代乙烯中的至少一种，例如选自乙烯、偏氟乙烯、四氟乙烯和三氟乙烯中的至少一种；

例如，当所述共聚物作为锂离子电池用负极粘结剂时，所述基体单体包括丁二烯和苯乙烯；或者，所述基体单体选自(甲基)丙烯酸烷基酯和(甲基)丙烯酸羟烷基酯中的至少一种；或者，所述基体单体包括苯乙烯和下述化合物中的至少一种：(甲基)丙烯酸烷基酯和(甲基)丙烯酸羟烷基酯。

示例性的，所述的(甲基)丙烯酸烷基酯选自甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸正辛酯、丙烯酸正辛酯、甲基丙烯酸异辛酯、丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸十二烷酯中的至少一种。

示例性的，所述的(甲基)丙烯酸羟烷基酯选自甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟丙酯、丙烯酸羟丙酯中的至少一种。

根据本发明，所述功能重复单元C来自功能单体，所述功能单体选自丙烯腈、丙烯酰胺、(甲基)丙烯酸中的至少一种。所述功能重复单元C的引入有利于提升所述共聚物的性能。

根据本发明，当所述基体单体选自乙烯和氟代乙烯中的至少一种时，所述共聚物例如为乙烯和氟代乙烯中的至少一种与碳酸亚乙烯酯的共聚物(即乙烯与碳酸亚乙烯酯的共聚物，或至少一种氟代乙烯与碳酸亚乙烯酯的共聚物，或至少一种氟代乙烯、乙烯与碳酸亚乙烯酯的共聚物)，或者为乙烯和氟代乙烯中的至少一种、碳酸亚乙烯酯、与功能单体C的共聚物。例如，当所述基体单体选自偏氟乙烯和/或四氟乙烯时，所述共聚物为碳酸亚乙烯酯与偏氟乙烯和/或四氟乙烯的共聚物，或者为碳酸亚乙烯酯、偏氟乙烯和/或四氟乙烯、与功能单体C的共聚物。

根据本发明，当所述基体单体包括丁二烯和苯乙烯时，所述共聚物例如为碳酸亚乙烯酯、丁二烯和苯乙烯的共聚物，或者为碳酸亚乙烯酯、丁二烯、苯乙烯和功能单体C的共聚物。