[发明专利]负极浆料用丁苯乳液的制备方法及制品、负极浆料、负极片及二次电池

说明书

本发明提供了一种负极浆料用丁苯乳液的制备方法，包括以下步骤：S1、将脂肪醇与苯乙烯单体在催化剂的作用下反应得到改性苯乙烯单体；S2、将步骤S1得到的改性苯乙烯单体与纳米硅氧化合物、羧酸单体、丁二烯单体、分子量调节剂、乳化剂、引发剂混合，在40～100℃下进行乳液聚合反应2～15h，得到预产物；调节预产物的pH值至6～10，得到丁苯乳液。相比于现有技术，本发明提供的丁苯乳液，采用脂肪醇改性后的苯乙烯单体作为原料之一，得到的丁苯乳液表面张力较低，界面活性较高，在涂布和烘烤过程中可有效抑制了浆料向边缘流动，从而有效避免“厚边”现象。

技术领域

本发明涉及二次电池技术领域，具体涉及一种负极浆料用丁苯乳液的制备方法及制品、负极浆料、负极片及二次电池。

背景技术

锂离子电池在市场上的占有率逐年提升，在消费类和动力电池上均得到广泛应用。目前的锂离子电池制作工艺也越来越成熟，涂布是锂离子电池制备过程中最关键的步骤之一，即是将分散均匀的浆料均匀涂覆在集流体上，再通过烘烤、辊压、分条、制片形成极片，浆料的均匀涂覆是保证电芯性能的关键。

通常锂离子电池制备的第一步为原材料搅拌，例如负极搅拌是将负极主材、粘结剂、导电剂、去离子水和增稠剂混合搅拌。搅拌过程是一个复杂的过程，固体颗粒被增稠剂和水均匀分散。搅拌完成后通过涂布机将浆料转移至集流体(铜箔)上。搅拌后的浆料是固-液相分散均匀的流体，是一种非牛顿流体，在浆料挤出时，粘弹性浆料流体会发生膨胀，由于受到涂布机模头边缘壁面的额外应力，边缘处浆料膨胀效应更明显，就会发生我们常说的厚边现象。另外，在干燥过程中，在浆料表面张力的作用下会发生流延现象也会造成厚边。

对于厚边的现象，消费类或常规结构电芯会在在辊压前时将涂布方向料区边缘的厚边区裁掉以保证极片厚度均匀，但对于动力电池或新型卷芯结构，如多极耳结构和叠片结构，要保留空箔区，无法将厚边料区裁切掉。针对此，为了降低浆料表面张力，通常还会在搅拌过程中加入界面活性剂，或降低浆料粘度，抑制干燥过程中浆料向边缘的流延，但这种做法效果有限，无法有效解决厚边现象。

发明内容

本发明的目的之一在于：针对现有技术的不足，提供一种负极浆料用丁苯乳液的制备方法，得到的丁苯乳液可以有效降低表面张力，提高界面活性，从而有效改善目前的负极浆料涂布和烘烤过程中极片边缘形成的“厚边”现象问题。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种负极浆料用丁苯乳液的制备方法，包括以下步骤：

S1、将脂肪醇与苯乙烯单体在催化剂的作用下反应得到改性苯乙烯单体；

S2、将步骤S1得到的改性苯乙烯单体与纳米硅氧化合物、羧酸单体、丁二烯单体、分子量调节剂、乳化剂、引发剂混合，在40～100℃下进行乳液聚合反应2～15h，得到预产物；调节预产物的pH值至6～10，得到丁苯乳液。

优选的，按重量份数计，所述脂肪醇的重量份数为0.5～10份，所述苯乙烯单体的重量份数为20～60份，所述催化剂的重量份数为0.1～3份。

优选的，所述脂肪醇为正庚醇、正辛醇、正壬醇、正癸醇中的至少一种；所述催化剂为稀硫酸、稀盐酸、醋酸、硝酸中的至少一种。

优选的，按重量份数计，所述改性苯乙烯单体的重量份数为10～80份，所述纳米硅氧化合物的重量份数为5～10份，所述羧酸单体的重量份数为2～5份，所述丁二烯单体的重量份数为10～80份，所述分子量调节剂的重量份数为1～5份，所述乳化剂的重量份数为0.5～5份，所述引发剂的重量份数为0.2～5份。

优选的，所述纳米硅氧化合物为纳米二氧化硅或纳米氧化亚硅；所述羧酸单体为丙烯酸、马来酸、富马酸、衣康酸中的至少一种；所述分子量调节剂为正十二硫醇和/或叔十二硫醇；所述乳化剂为十二烷基苯磺酸钠、烷基二苯醚二磺酸钠中的至少一种；所述引发剂为硫酸钾、硫酸钠、过硫酸钾、过硫酸铵中的至少一种。