[发明专利]一种水性粘结剂、制备方法及包含水性粘结剂的锂电池

权利要求书

1.一种水性粘结剂，其特征在于，所述水性粘结剂包括如下原料：氨基甲基-丙烯基醚单体与马来酸酐衍生物单体聚合成的聚氨基甲基-丙烯基醚-马来酸酐衍生物和辅助成分，所述辅助成分包括聚丙烯酸、聚乙烯亚胺和聚乙烯醇中的任意一种或两种以上的混合物；其中，

所述聚氨基甲基-丙烯基醚-马来酸酐衍生物为高分子柔性共聚物，包含无规聚合物和嵌段聚合物；所述马来酸酐衍生物的结构如下式1所示：

，式1；其中，

—R选自以下基团中的任意一种，

；其中，

表示与相邻原子的结合位点，其可通过—C—键相互结合，a≥0；

或者，与R基团直接相连的C原子上的氢部分或全部被其他基团取代，所述其他基团选自以下基团中的任意一种或两种：

；

所述聚氨基甲基-丙烯基醚-马来酸酐衍生物中氨基甲基-丙烯基醚单体与马来酸酐衍生物单体的摩尔比为1~5∶1~5；所述聚氨基甲基-丙烯基醚-马来酸酐衍生物的重均分子量为100000~2000000 g/mol；所述辅助成分与聚氨基甲基-丙烯基醚-马来酸酐衍生物的重量比为1~6:1；

所述聚丙烯酸或聚乙烯亚胺或聚乙烯醇的重均分子量为100000~500000 g/mol。

2.根据权利要求1所述的水性粘结剂，其特征在于，所述式1中，a为0、1或2。

3.根据权利要求1所述的水性粘结剂，其特征在于，氨基甲基-丙烯基醚单体与马来酸酐衍生物单体的摩尔比为2:1。

4.根据权利要求1所述的水性粘结剂，其特征在于，所述辅助成分为聚乙烯亚胺和聚乙烯醇，所述聚乙烯亚胺和聚乙烯醇的重量比为0.5~2:1。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的水性粘结剂，其特征在于，所述水性粘结剂还包括水，将聚氨基甲基-丙烯基醚-马来酸酐衍生物和辅助成分溶解于水中形成乳液状粘结剂。

6.根据权利要求5所述的水性粘结剂，其特征在于，聚氨基甲基-丙烯基醚-马来酸酐衍生物和辅助成分在水性粘结剂中的总质量分数为3~13%。

7.一种根据权利要求1-6中任一项所述的水性粘结剂的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：

（1）在惰性气氛保护下将碱性物质与水加入反应釜中，调节水溶液pH=8~10，加入氨基甲基-丙烯基醚单体与马来酸酐衍生物单体，混合均匀并使其完全溶解，加入氧化剂，升温至60~80℃，反应12~16h，将得到的聚合产物溶液干燥、洗涤，抽滤后干燥得到聚氨基甲基-丙烯基醚-马来酸酐衍生物；

（2）按照权利要求1-6中任一项所述的水性粘结剂的配方将辅助成分加至水中，升温至60~80℃并保持搅拌至其完全溶解，冷却至室温并恒温，然后加入步骤（1）得到的聚氨基甲基-丙烯基醚-马来酸酐衍生物，搅拌4~6h至其分散均匀，冷却至室温过筛，得到乳液状粘结剂。

8.根据权利要求7所述的水性粘结剂的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）中，所述惰性气氛选自氮气和氩气中的一种或两种；所述氧化剂包选自甲基苯磺酸铁、过氧化硫酸铵、过氧化硫酸钠和双氧水中的一种或多种；所述碱性物质为碳酸钠、氢化钠和氢氧化钠中的一种或多种；

马来酸酐衍生物单体与氧化剂的质量比为2:1~5。

9.根据权利要求7所述的水性粘结剂的制备方法，其特征在于，所述氧化剂的加入速率为3~5g/min。

10.根据权利要求7-9中任一项所述的水性粘结剂的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）中，加入氨基甲基-丙烯基醚单体与马来酸酐衍生物单体，形成两种单体的总质量分数为15~20%的混合液。

11.根据权利要求7-9中任一项所述的水性粘结剂的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）中，通过将得到的聚合产物溶液真空干燥，用无水乙醇洗涤，抽滤后真空干燥得到聚氨基甲基-丙烯基醚-马来酸酐衍生物。