[发明专利]一种混合型锂离子电池硅负极水系粘结剂及其制备工艺

说明书

本发明公开了一种混合型锂离子电池硅负极水系粘结剂及其制备工艺，其配料包括：乳液和乳化剂，其中乳液包括：A类单体、B类单体、C类单体和D类单体。其制备方法包括：称取作为乳化剂的多元烷基盐，将乳化剂溶于水后通入保护性气体驱氧；将引发剂加入乳化剂进行均匀混合；将乳液混合搅拌得到混合溶液；将乳液逐滴加入乳化剂中，全部加入后持续搅拌；将最后的混合粘结剂过50到400目滤网。本发明与传统相比，减少了锂离子二次电池负极粘结剂的使用量，从而提高了产品的性价比；通过混合不同性能的高分子单体，提升了产品的整体性能；通过工艺和配方的创新，使得负极材料的微观有效粘结力增加。采用混合型工艺，降低了生产难度和材料成本。

技术领域

本发明涉及一种电池专用粘合剂领域，具体说是一种混合型锂离子电池硅负极水系粘结剂及其制备工艺。

背景技术

锂离子二次电池自商业化以来，由于其具有高容量、循环次数多、无记忆效应、能量密度高、循环寿命长、绿色环保、使用温度范围宽、高倍率性及安全性等性能被广泛的应用到智能手机、平板电脑、蓝牙耳机、电动自行车和电动汽车等。随着科技的发展，人们对锂电池的能量密度的要求越来越高。

目前，市场上用于锂电池负极材料的粘结剂主要有丁苯橡胶(SBR)/羧甲基纤维素钠(CMC)等。SBR/CMC水性粘结剂在市场上有大规模应用，但其粘结力和抑制极片膨胀的效果均有限，同体系下动力学性能较差，同时价格稍高，故使用时在一定范围内受到限制。

在现有技术中，参考CN201810488420.7，其工艺为反应型，即最终产物是多种单体的共聚物。随着技术的成熟，需要对这种工艺进行改进，从而降低它的难度和成本，以提高生产效益。

为了解决上述问题，我们做出了一系列改进。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种混合型锂离子电池硅负极水系粘结剂及其制备工艺，以克服现有技术所存在的上述缺点和不足。

一种混合型锂离子电池硅负极水系粘结剂的制备工艺，包括以下步骤：

(1)乳化剂为多元烷基盐溶液，称取单体混合物质量的0.1～50％的多元烷基盐溶于水中，往多元烷基盐混合物中通入保护性气体进行驱氧，搅拌至全部溶解以形成多元烷基盐溶液；

(2)将引发剂加入多元烷基盐溶液进行均匀的混合搅拌；

(3)将单体的质量比为0～20:30～50:60～10:10～20的A类、B类、C类、D类单体混合，混合均匀得到混合溶液；

(4)往步骤(2)的混合溶液中逐滴加入步骤(3)混合成的混合溶液，待步骤(3)混合成的混合溶液全部加入后，持续搅拌至充分反应，得到锂电池用混合类水性粘结剂；

(5)将最后的锂电池用混合类水性粘结剂过50到400目滤网，然后用相应容器保存好，就得到所述粘结剂。

进一步，所述步骤(1)的保护性气体为氮气或氩气，所述步骤(1)的驱氧时间为2到8个小时，所述步骤(1)的搅拌温度为75到88摄氏度，所述步骤(1)的搅拌速度为20到650转/分，所述步骤(1)的搅拌时间为1到8小时。

进一步，所述步骤(2)搅拌温度为75到88摄氏度，所述步骤(2)搅拌速度为50到650转/分，所述步骤(2)搅拌时间为1到12小时。

进一步，所述步骤(3)搅拌温度为75到88摄氏度，所述步骤(3)搅拌速度为50到650转/分，所述步骤(3)搅拌时间为1到12小时。

进一步，所述步骤(4)搅拌温度为75到88摄氏度，所述步骤(4)搅拌速度为50到650转/分，所述步骤(4)搅拌时间为0.5到10小时。

一种混合型锂离子电池硅负极水系粘结剂，包括：乳液和乳化剂，其中，乳液包括：A类单体、B类单体、C类单体和D类单体，