[发明专利]一种粘结剂及其制备方法和应用

说明书

本申请公开了一种粘结剂及其制备方法和应用，将含有单体I、硬单体和软单体的物料通过聚合反应制备得到，本发明通过高分子侧链环氧基团的引入，探索其具备的其它功能特性。制备了一种多功能性粘接剂并应用在锂离子电池电极上。该粘接剂在起到粘接作用的同时，还能起到电解液添加剂的部分功效。

技术领域

本申请涉及一种粘结剂及其制备方法和应用，属于电池储能技术领域。

背景技术

锂离子电池因其具有高体积(高质量)能量密度、循环寿命长以及环境友好等特点已经被越来越广泛的应用在日常生活中，包括平板电脑，智能手机、电动汽车等领域。锂离子电池最重要的部分为电极片，其性能的高低直接影响到电池整体的电化学性能。电极片通常由活性材料、导电剂、粘接剂以及集流体等组成。虽然粘接剂在整个极片中的占比一般为5～8％，但在影响电池性能优劣上却起到不可忽视的作用。

锂离子电池电极用粘接剂一般需要具备如下几个基本条件(1)具有非常强的粘接力，可以将活性材料与导电剂牢固地粘附于金属集流体上。(2)良好的化学稳定性，正极用发生过充等有氧产生的情况下能抗氧化，负极用处于相对于锂的负电位下时能抗还原。(3)柔韧性好，在电池充放电的过程中能缓冲活性颗粒一定的体积膨胀与收缩。除此之外，粘接剂在具有作为粘接剂基本条件的同时，如果还具有部分电解液添加剂的功效，可有效地减少电解液添加剂的使用。

发明内容

针对锂离子电池电极用传统粘接剂仅仅局限于粘接作用，本发明通过高分子侧链环氧基团的引入，探索其具备的其它功能特性。制备了一种多功能性粘接剂并应用在锂离子电池电极上。该粘接剂在起到粘接作用的同时，还能起到电解液添加剂的部分功效。具体来说，该粘接剂具有电解液成膜助剂的作用，在电池充放电的过程中有助于稳定固体电解质界面膜(SEI)的形成，增强电池电极的电化学性能。相比于直接添加含环氧的小分子单体作为电解液添加剂，有效地减少电解液添加剂的使用量，降低电池的生产成本。

根据本申请的第一方面，提供了一种粘结剂，将含有单体I、硬单体和软单体的物料通过聚合反应制备得到；

所述单体I选自具有式I所示结构式的化合物中的任一种：

式I中，R₁选自C₁-C₂₀的亚烷基、C₆-C₁₀的亚芳基、具有式II所示结构式的基团、具有式III所示结构式的基团、具有式Ⅳ所示结构式的基团中的任一种。

R₂、R₃、R₄、R₅、R₆、R₇均独立地选自氢、C₁-C₁₀的烷基中的任一种。

*-O-R₈-*式II

在式II、式III、式IV中，R₈、R₉、R₁₀均独立地选自C₁-C₁₀的亚烷基。

可选地，所述R₁选自C₁-C₆的亚烷基、C₆-C₁₀的亚芳基、具有式II所示结构式的基团、具有式III所示结构式的基团、具有式Ⅳ所示结构式的基团中的任一种。

可选地，所述单体I与硬单体、软单体的用量关系为物质的量比为4：2：1。