CN108929401A - 一种锂电池硅负极粘合剂及其制备方法 - Google Patents

一种锂电池硅负极粘合剂及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN108929401A
CN108929401A CN201810662527.9A CN201810662527A CN108929401A CN 108929401 A CN108929401 A CN 108929401A CN 201810662527 A CN201810662527 A CN 201810662527A CN 108929401 A CN108929401 A CN 108929401A
Authority
CN
China
Prior art keywords
emulsion
lithium battery
shell
silicium cathode
core
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201810662527.9A
Other languages
English (en)
Inventor
刘洋
吕新坤
胡明源
刘海春
张琪
曹国刚
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Chongqing Yuntianhua Hanen New Material Development Co Ltd
Original Assignee
Chongqing Yuntianhua Hanen New Material Development Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Chongqing Yuntianhua Hanen New Material Development Co Ltd filed Critical Chongqing Yuntianhua Hanen New Material Development Co Ltd
Priority to CN201810662527.9A priority Critical patent/CN108929401A/zh
Publication of CN108929401A publication Critical patent/CN108929401A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F257/00—Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to polymers of aromatic monomers as defined in group C08F12/00
    • C08F257/02—Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to polymers of aromatic monomers as defined in group C08F12/00 on to polymers of styrene or alkyl-substituted styrenes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F2/00—Processes of polymerisation
    • C08F2/12—Polymerisation in non-solvents
    • C08F2/16—Aqueous medium
    • C08F2/22—Emulsion polymerisation
    • C08F2/24—Emulsion polymerisation with the aid of emulsifying agents
    • C08F2/26—Emulsion polymerisation with the aid of emulsifying agents anionic
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F2/00—Processes of polymerisation
    • C08F2/12—Polymerisation in non-solvents
    • C08F2/16—Aqueous medium
    • C08F2/22—Emulsion polymerisation
    • C08F2/24—Emulsion polymerisation with the aid of emulsifying agents
    • C08F2/30—Emulsion polymerisation with the aid of emulsifying agents non-ionic
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F212/00—Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by an aromatic carbocyclic ring
    • C08F212/02—Monomers containing only one unsaturated aliphatic radical
    • C08F212/04—Monomers containing only one unsaturated aliphatic radical containing one ring
    • C08F212/06—Hydrocarbons
    • C08F212/08—Styrene
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09J—ADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J151/00—Adhesives based on graft polymers in which the grafted component is obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds; Adhesives based on derivatives of such polymers
    • C09J151/003—Adhesives based on graft polymers in which the grafted component is obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds; Adhesives based on derivatives of such polymers grafted on to macromolecular compounds obtained by reactions only involving unsaturated carbon-to-carbon bonds
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052—Li-accumulators
    • H01M10/0525—Rocking-chair batteries, i.e. batteries with lithium insertion or intercalation in both electrodes; Lithium-ion batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/38—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of elements or alloys
    • H01M4/386—Silicon or alloys based on silicon
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/62—Selection of inactive substances as ingredients for active masses, e.g. binders, fillers
    • H01M4/621—Binders
    • H01M4/622—Binders being polymers
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)

Abstract

本发明为一种锂电池硅负极粘合剂，由核乳化液和壳乳化液聚合得到，核乳化液由核预乳化液和核引发剂溶液聚合得到，壳乳化液由壳预乳化液和壳引发剂溶液聚合得到。该粘合剂具有良好的粘结力和韧性，显著减少硅基材料颗粒粉化，很好的保护了电极内部的导电网络，提高了锂电池的质量，具有很好的经济效益。

Description

一种锂电池硅负极粘合剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及锂离子电池领域，尤其涉及锂电池硅负极粘合剂及其制备方法。
背景技术
锂离子电池具有能量密度高、工作电压高、充放电循环寿命长、自放电小等优点，已经广泛应用于交通、通讯、航天航空、便携式电器等领域，是目前最理想的储能电源。目前商业化的锂离子电池主要采用碳/石墨作为负极材料，然而石墨作为负极材料的最大理论容量只有372mAh/g，已经无法满足各行业对储能领域日益提高的要求。硅具有较高的理论储锂容量(4200mAh/g)和较低的脱锂平台(0.4V)，是目前最有希望取代石墨的锂电池负极材料。但是硅有一个明显的缺点，就是在充放电的过程中会发生巨大的体积变化，这容易导致材料颗粒发生粉化以及电极内部导电网络被破坏。这一缺陷是目前限制硅在锂电池负极材料中应用的主要原因。
当使用硅作为锂电池负极材料的时候，粘合剂的性质对于改善硅的体积膨胀效应和提高电极的电化学性质具有重要作用。为了避免硅基材料在硅负极反复充放电的过程中发生膨胀和粉化，粘合剂不仅需要有良好的粘合力，而且需要具有优良的韧性和弹力。传统的锂电池负极粘合剂是聚偏氟乙烯(简称PVDF)也存在硅基材料的体积膨胀效应。目前人们已经研究了一些其他种类的粘合剂，主要是聚丙烯酸、聚乙烯醇、海藻酸、改性纤维素以及其他一些高分子等。目前市场上的硅负极粘合剂产品虽然有一些表现出不错的粘接力，但是韧性都不太理想，在避免硅基材料粉化脱落方面还远远不够。
发明内容
本发明的目的在于提供一种锂电池硅负极粘合剂及其制备方法，以解决现有的锂电池负极粘合剂韧性不好，使得锂电池硅负极材料存在硅基材料颗粒粉化以及电极内部导电网络被破坏的技术问题。
为了解决上述技术问题，本发明提供一种锂电池硅负极粘合剂，其特征在于，由核乳化液和壳乳化液分别聚合得到，核乳化液由核预乳化液和核引发剂溶液聚合得到，壳乳化液由壳预乳化液和壳引发剂溶液聚合得到。
优选地，所述核预乳化液由如下重量份数的组份制成：
优选地，所述壳预乳化液由如下重量份数的组份制成：
优选地，所述硬单体为苯乙烯、甲基苯乙烯、3-叔丁基苯乙烯、2-氯代苯乙烯、甲基丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸四氢呋喃酯、丙烯腈、四叔丁基环己基丙烯酸酯、甲基丙烯酸叔丁酯、2-羟乙基甲基丙烯酸磷酸酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯中的一种或者几种的混合物。
优选地，所述软单体为丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸异辛酯、丙烯酸月桂酯、甲基丙烯酸异辛酯、1,3-丁二烯、异戊二烯、顺丁烯二酸酐中的一种或者几种的混合物。
优选地，所述功能单体为丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸、丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、羟甲基丙烯酰胺、丙烯酸-2-羟基乙酯、甲基丙烯酸-2-羟基乙酯、N-羟甲基丙烯酰胺、γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷、甲基丙烯酸缩水甘油酯、丙烯酸双环戊二烯酯中的一种或者几种的混合物。
优选地，所述交联剂为二乙烯基苯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、双丙酮丙烯酰胺、己二酸二酰肼、葵二酸二酰肼、亚甲基双丙烯酰胺、三乙二醇二甲基丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯、聚乙二醇二丙烯酸酯、新戊二醇二环氧甘油醚中的一种或者几种的混合物。
优选地，所述乳化剂为阴离子型乳化剂和非离子型乳化剂的混合物。
另外，本发明还提供上述锂电池硅负极粘合剂的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
步骤一，溶液的配制：按重量份称取原料，配制均匀的核预乳化液、核引发剂溶液、壳预乳化液和壳引发剂溶液；
步骤二，在反应容器中加入去离子水，在氮气气氛下边搅拌边将核预乳化液和核引发剂溶液均匀滴加到反应容器中，继续保温0～1小时；
步骤三，在氮气气氛下边搅拌边将壳预乳化液和壳引发剂溶液均匀滴加到步骤二的溶液中，升温5～15℃，在此温度下继续保温0.5～2小时；
步骤四，将步骤三所得溶液降至室温，加入氨水调节溶液，调节pH至7～9，最后用滤布过滤出料，得到最终的粘合剂乳液。
优选地，所述核预乳化液中单体总量与壳预乳化液中单体总量比为1:5～3:1。
本发明通过分步乳液聚合的方式，使得乳胶粒的内核和外壳具有不同的成分，内核坚硬、具有较高的弹性模量，可以有效抑制硅负极的膨胀；外壳柔韧、具有较高的功能组分，赋予乳胶粒子良好的粘接力和耐弯折性。通过选择合适的单体，调整比例，设计粒子结构，实现粘结力和韧性的有效结合，可以显著减少硅基材料颗粒粉化，很好的保护了电极内部的导电网络，提高了锂电池的质量，具有很好的经济效益。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创新特征、达成目的与功效易于明白了解，下面对本发明进一步说明。
在此记载的实施例为本发明的特定的具体实施方式，用于说明本发明的构思，均是解释性和示例性的，不应解释为对本发明实施方式及本发明范围的限制。除在此记载的实施例外，本领域技术人员还能够基于本申请权利要求书和说明书所公开的内容采用显而易见的其它技术方案，这些技术方案包括采用对在此记载的实施例的做出任何显而易见的替换和修改的技术方案。
本发明的锂电池硅负极粘合剂按照以下方法进行制备，具体包括以下步骤：
步骤一：按照表1和表2称取原料，配制均匀的核预乳化液、核引发剂溶液、壳预乳化液和壳引发剂溶液，用量为重量份。具体地，将各组分混合，然后使用机械搅拌器以500～1000rpm的转速搅拌0.5～1.0小时，分别得到单体均匀分散的核预乳化液和壳预乳化液。将核引发剂加入到去离子水中，搅拌溶解得到核引发剂溶液。将壳引发剂加入到去离子水中，搅拌溶解得到壳引发剂溶液。
步骤二：在反应容器中加入去离子水，设置反应温度为65～80℃，机械搅拌速度为150～300rpm，反应过程中始终保持氮气气氛。滴加结束后，乳液在该反应温度下保温0～1小时。
步骤三：分别使用分液漏斗将核预乳化液和核引发剂溶液滴加到上述反应容器中，滴加速度尽可能恒定，一般以1-3秒/滴的速度进行。滴加结束后，所得溶液在进料温度的基础上升温5～15℃，接着在此温度下保温0.5～2小时。
步骤四：将步骤三所得溶液降至室温，加入氨水调节溶液的pH值至7～9。最后用200目滤布过滤出料，得到最终的粘合剂乳液。
表1.各实施例中核预乳化液的原料的组份和用量
表2.各实施例中壳预乳化液的原料的组份和用量
除了常见的苯乙烯、丙烯腈、丙烯酰胺等单体在锂电池硅负极粘合剂中具有重要作用以外，本发明还特别提出甲基丙烯酸异冰片酯、2-羟乙基甲基丙烯酸磷酸酯、双丙酮丙烯酰胺等单体在增强粘接性方面也具有较好的效果，即实施例16～18，具体原料用量见表3和表4。
表3.核预乳化液的原料的组份和用量
表4.壳预乳化液的原料的组份和用量
在表格1～4中，原料一列中1～18代表实施例1～实施例18。
本发明中的硬单体不仅限于苯乙烯、丙烯腈和甲基丙烯酸异冰片酯，还可以为其他高玻璃化转变温度单体，如甲基苯乙烯、3-叔丁基苯乙烯、2-氯代苯乙烯、甲基丙烯酸四氢呋喃酯、四叔丁基环己基丙烯酸酯、甲基丙烯酸叔丁酯、2-羟乙基甲基丙烯酸磷酸酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯中的一种或者几种的混合物。
本发明中的软单体不仅限于甲基丙烯酸异辛酯和丙烯酸乙酯，还可以为其他低玻璃化转变温度单体，如丙烯酸甲酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸月桂酯、甲基丙烯酸异辛酯、1,3-丁二烯、异戊二烯、顺丁烯二酸酐中的一种或者几种的混合物。
本发明中的功能单体不仅限于丙烯酸、甲基丙烯酸-2-羟基乙酯、丙烯酸双环戊二烯酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯和2-羟乙基甲基丙烯酸磷酸酯，还可以为甲基丙烯酸、衣康酸、丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、羟甲基丙烯酰胺、丙烯酸-2-羟基乙酯、N-羟甲基丙烯酰胺和γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷中的一种或者几种的混合物。
本发明中的交联剂不仅限于亚甲基双丙烯酰胺、双丙酮丙烯酰胺和葵二酸二酰肼，还可以为二乙烯基苯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、己二酸二酰肼、三乙二醇二甲基丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯、聚乙二醇二丙烯酸酯、新戊二醇二环氧甘油醚中的一种或者几种的混合物。
乳化剂为阴离子型乳化剂和非离子型乳化剂的混合物，阴离子型乳化剂和非离子型乳化剂的质量比为2:1。乳化剂优选为十二烷基苯磺酸钠、聚氧乙烯辛基苯酚醚(OP-10)。引发剂为过硫酸钾或者过硫酸铵。
利用上述锂电池负极粘合剂制备硅负极的方法如下：分别称量65份硅碳粉、25份乙炔黑和10份粘合剂，使用球磨机以400rpm的转速球磨8小时，得到的浆料使用涂布机均匀涂布在铜集流体上，然后在105℃下烘烤30分钟得到锂电池用硅负极。
采用如下所述的方法对粘合剂以及硅负极进行对比评价，每组样品进行三次平行测试取平均值，测试结果如表5和表6所示。
(1)按照GB/T 11175-2002测定乳液的固含量、乳胶粒的尺寸。
(2)取一定量的乳液均匀平铺在聚四氟乙烯板上，然后在105℃下烘烤12小时得到一定厚度的乳胶膜，按照GB/T 528-1998的规定裁剪乳胶膜并测试拉伸强度和断裂伸长率。
表5.粘合剂以及硅负极性能参数测试结果
实例 固含量(％) 粒径(d/nm) 断裂伸长率(％) 拉伸强度(MPa)
实例-1 32.57 136.9 817 12.7
实例-2 32.61 139.2 867 11.5
实例-3 32.18 131.5 774 13.2
实例-4 32.45 147.3 937 10.8
实例-5 32.22 137.5 752 13.4
实例-6 32.71 144.3 984 11.7
实例-7 32.87 137.7 855 12.9
实例-8 32.57 103.4 879 13.3
实例-9 32.63 181.6 1027 11.4
实例-10 32.87 124.7 952 11.8
实例-11 32.62 142.6 835 12.9
实例-12 32.91 131.4 963 11.2
实例-13 32.39 135.7 785 13.8
实例-14 32.76 134.2 1006 11.9
实例-15 32.59 138.5 924 13.4
实例-16 32.79 132.5 831 12.5
实例-17 32.84 148.3 824 11.9
实例-18 32.90 137.7 789 12.8
(3)参照GBT 2790-1995测试乳胶的粘接强度，具体操作中使用双面胶将硅负极固定在刚性测试样板上，将3M胶带粘附在硅负极正面，使用1千克滚轮滚压六次保证胶带与硅负极表面紧密贴合没有气泡，然后使用拉力测试机以50mm/min的速度均匀撕开3M胶带，所得180°剥离强度代表硅负极粘结力。
(4)剪切宽度为15毫米、长度为50毫米的硅负极样条缠绕在直径为3毫米的均匀圆柱体上，统计样条上硅负极脱落和开裂的裂纹数量，硅负极脱落以及裂纹的数量越少表示粘合剂韧性越好。
表6.硅负极制浆涂布实例测试结果
由表5和表6可知，本发明的粘接剂对于硅负极材料表现出良好的粘接性能和耐弯折性能,尤其是交联剂的使用对乳胶粒子的弹性模量具有明显的调控作用，这对于电极的耐弯折以及抑制硅负极的膨胀粉化具有较好的改善。几种特殊功能单体的使用对于粘接剂的粘接性能也有比较显著的提高。当体系中同时含有这些功能单体以及交联剂的时候，无论是粘接性能还是耐弯折性都有优异的表现。这里我们可以看到，本发明不仅有效的拓展了硅负极粘接剂单体的选择范围，并且从交联的角度提供了更丰富的调节手段。
本发明也收集了市场上三款常见的锂电池硅负极用粘合剂进行上述测试，并且将这三种市售粘合剂用于硅负极材料制备，试验测试结果如表7所示。其中市售粘合剂-1为PVDF，市售粘合剂-2为聚丙烯酸，市售粘合剂-3为丁苯橡胶。
表7.常见三种市售粘合剂的测试结果
由表7可知，上述三种市售粘合剂的单一性能，如粘结力或者韧性，可能比较突出，但是综合性能不太理想，用于锂电池材料中存在一定问题。
以磷酸铁锂为正极材料，硅碳为负极材料，PVDF为正极粘结剂，实施例1、实施例4、实施例13以及三款市售粘合剂为负极粘接剂，按照一般行业规范制备18650电池并进行电池性能测试。测试方法为：在0.2C下进行充放电循环，通过比较初始容量、30次循环和100次循环后容量判断电池性能。实验数据为5个平行样品的平均值。测试结果如表8所示。
表8.锂电池性能测试结果
初始容量(mAh/g) 30次容量保持 100次容量保持
实施例1 209 96.4％ 93.5％
实施例4 211 95.9％ 93.8％
实施例13 213 96.7％ 94.1％
市售粘合剂-1 212 93.6％ 87.6％
市售粘合剂-2 207 94.9％ 90.3％
市售粘合剂-3 209 94.1％ 90.7％
表8说明，本发明水性粘结剂在不损害锂离子电池初始容量的基础上对于电池的循环使用寿命具有比较明显的改善。
以上各实施例仅用于对本发明进行解释说明，并不构成对权利要求范围的限定，本领域技术人员根据本发明说明书内容可以想到的其他替代手段，均应在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种锂电池硅负极粘合剂，其特征在于，由核乳化液和壳乳化液分别聚合得到，核乳化液由核预乳化液和核引发剂溶液聚合得到，壳乳化液由壳预乳化液和壳引发剂溶液聚合得到。
2.根据权利要求1所述的一种锂电池硅负极粘合剂，其特征在于：所述核预乳化液由如下重量份数的组份制成：
3.根据权利要求2所述的一种锂电池硅负极粘合剂，其特征在于：所述壳预乳化液由如下重量份数的组份制成：
4.根据权利要求3所述的一种锂电池硅负极粘合剂，其特征在于：所述硬单体为苯乙烯、甲基苯乙烯、3-叔丁基苯乙烯、2-氯代苯乙烯、甲基丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸四氢呋喃酯、丙烯腈、四叔丁基环己基丙烯酸酯、甲基丙烯酸叔丁酯、2-羟乙基甲基丙烯酸磷酸酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯中的一种或者几种的混合物。
5.根据权利要求3所述的一种锂电池硅负极粘合剂，其特征在于：所述软单体为丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸异辛酯、丙烯酸月桂酯、甲基丙烯酸异辛酯、乙烯、丙烯、1,3-丁二烯、异戊二烯、顺丁烯二酸酐中的一种或者几种的混合物。
6.根据权利要求3所述的一种锂电池硅负极粘合剂，其特征在于：所述功能单体为丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸、丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、羟甲基丙烯酰胺、丙烯酸-2-羟基乙酯、甲基丙烯酸-2-羟基乙酯、N-羟甲基丙烯酰胺、γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷、甲基丙烯酸缩水甘油酯、丙烯酸双环戊二烯酯、2-羟乙基甲基丙烯酸磷酸酯中的一种或者几种的混合物。
7.根据权利要求3所述的一种锂电池硅负极粘合剂，其特征在于：所述交联剂为二乙烯基苯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、双丙酮丙烯酰胺、己二酸二酰肼、葵二酸二酰肼、亚甲基双丙烯酰胺、三乙二醇二甲基丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯、聚乙二醇二丙烯酸酯、新戊二醇二环氧甘油醚中的一种或者几种的混合物。
8.根据权利要求3所述的一种锂电池硅负极粘合剂，其特征在于：所述乳化剂为阴离子型乳化剂和非离子型乳化剂的混合物。
9.根据权利要求1～8任意一项所述的锂电池硅负极粘合剂的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
步骤一，溶液的配制：按重量份称取原料，配制均匀的核预乳化液、核引发剂溶液、壳预乳化液和壳引发剂溶液；
步骤二，在反应容器中加入去离子水，在氮气气氛下边搅拌边将核预乳化液和核引发剂溶液均匀滴加到反应容器中，继续保温0～1小时；
步骤三，在氮气气氛下边搅拌边将壳预乳化液和壳引发剂溶液均匀滴加到步骤二的溶液中，升温5～15℃，在此温度下继续保温0.5～2小时；
步骤四，将步骤三所得溶液降至室温，加入氨水调节溶液，调节pH至7～9，最后用滤布过滤出料，得到最终的粘合剂乳液。
10.根据权利要求9所述的锂电池硅负极粘合剂的制备方法，其特征在于：所述核预乳化液中单体总量与壳预乳化液中单体总量比为1:5～3:1。
CN201810662527.9A 2018-06-25 2018-06-25 一种锂电池硅负极粘合剂及其制备方法 Pending CN108929401A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810662527.9A CN108929401A (zh) 2018-06-25 2018-06-25 一种锂电池硅负极粘合剂及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810662527.9A CN108929401A (zh) 2018-06-25 2018-06-25 一种锂电池硅负极粘合剂及其制备方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN108929401A true CN108929401A (zh) 2018-12-04

Family

ID=64446757

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810662527.9A Pending CN108929401A (zh) 2018-06-25 2018-06-25 一种锂电池硅负极粘合剂及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108929401A (zh)

Cited By (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109698349A (zh) * 2018-12-05 2019-04-30 上海空间电源研究所 适用于高容量硅基负极的粘结剂、负极及高比能锂离子电池的制备方法
CN109722190A (zh) * 2018-12-25 2019-05-07 浙江中科立德新材料有限公司 一种锂电池硅基负极粘结剂的制备方法及其粘结剂
CN109777328A (zh) * 2019-01-18 2019-05-21 广州天赐高新材料股份有限公司 一种锂离子电池负极水性粘结剂及其制备方法、负极材料
CN112341961A (zh) * 2020-10-28 2021-02-09 欣旺达电动汽车电池有限公司 粘结剂、隔膜及其制备方法
CN112467142A (zh) * 2020-11-25 2021-03-09 湖南高瑞电源材料有限公司 一种水溶液型磷酸铁锂正极粘合剂、制备方法及其应用
CN112625197A (zh) * 2020-12-02 2021-04-09 惠州亿纬锂能股份有限公司 一种多嵌段粘结剂及其制备方法和用途
CN113004839A (zh) * 2021-04-16 2021-06-22 广东宏昌新材料科技有限公司 丙烯酸酯压敏胶及其应用
CN113644266A (zh) * 2021-07-29 2021-11-12 浙江杰特维新材料有限公司 一种改善锂电池低温性能的粘结剂材料及其制备方法
CN113652185A (zh) * 2021-08-27 2021-11-16 西华大学 一种锂电池用丙烯酸类粘接剂及其制备、使用方法
CN114920873A (zh) * 2022-05-09 2022-08-19 瑞固新能(上海)材料科技有限公司 一种锂离子电池隔膜用聚合物微球及其制备方法
CN115050963A (zh) * 2022-06-29 2022-09-13 上海道赢实业有限公司 一种用于锂离子电池负极的粘结剂及其制备方法和用途
CN115428248A (zh) * 2020-06-11 2022-12-02 Dic株式会社 锂离子二次电池间隔件耐热层粘结剂用水性树脂组合物
CN115044331B (zh) * 2021-03-09 2023-05-09 南京工业大学 一种锂离子电池用水分散型聚合物微粒子乳液粘结剂及其制备方法
CN116285785A (zh) * 2023-04-10 2023-06-23 湖南林特科技有限公司 一种涂碳铝箔用粘结剂及其制备方法
WO2023141844A1 (zh) * 2022-01-27 2023-08-03 宁德时代新能源科技股份有限公司 一种粘结剂及其应用
WO2024125385A1 (zh) * 2022-12-13 2024-06-20 湖北亿纬动力有限公司 一种制备改性聚丙烯酸粘结剂的方法和应用

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103173161A (zh) * 2013-03-08 2013-06-26 东莞新能源科技有限公司 一种锂离子电池负极片用粘接剂乳液的制备方法
CN104356979A (zh) * 2014-10-28 2015-02-18 深圳市贝特瑞新能源材料股份有限公司 用于锂离子电池电极材料的聚丙烯酸酯类水性粘结剂、制备方法及锂离子电池极片
CN104882612A (zh) * 2015-04-07 2015-09-02 宁德新能源科技有限公司 一种粘结剂及应用该粘结剂的锂离子电池

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103173161A (zh) * 2013-03-08 2013-06-26 东莞新能源科技有限公司 一种锂离子电池负极片用粘接剂乳液的制备方法
CN104356979A (zh) * 2014-10-28 2015-02-18 深圳市贝特瑞新能源材料股份有限公司 用于锂离子电池电极材料的聚丙烯酸酯类水性粘结剂、制备方法及锂离子电池极片
CN104882612A (zh) * 2015-04-07 2015-09-02 宁德新能源科技有限公司 一种粘结剂及应用该粘结剂的锂离子电池

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
朱洪法等: "《精细化工产品制造技术》", 31 January 2002, 金盾出版社 *

Cited By (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109698349A (zh) * 2018-12-05 2019-04-30 上海空间电源研究所 适用于高容量硅基负极的粘结剂、负极及高比能锂离子电池的制备方法
CN109722190A (zh) * 2018-12-25 2019-05-07 浙江中科立德新材料有限公司 一种锂电池硅基负极粘结剂的制备方法及其粘结剂
CN109777328A (zh) * 2019-01-18 2019-05-21 广州天赐高新材料股份有限公司 一种锂离子电池负极水性粘结剂及其制备方法、负极材料
CN109777328B (zh) * 2019-01-18 2021-03-26 广州天赐高新材料股份有限公司 一种锂离子电池负极水性粘结剂及其制备方法、负极材料
CN115428248A (zh) * 2020-06-11 2022-12-02 Dic株式会社 锂离子二次电池间隔件耐热层粘结剂用水性树脂组合物
CN112341961A (zh) * 2020-10-28 2021-02-09 欣旺达电动汽车电池有限公司 粘结剂、隔膜及其制备方法
CN112467142A (zh) * 2020-11-25 2021-03-09 湖南高瑞电源材料有限公司 一种水溶液型磷酸铁锂正极粘合剂、制备方法及其应用
CN112625197A (zh) * 2020-12-02 2021-04-09 惠州亿纬锂能股份有限公司 一种多嵌段粘结剂及其制备方法和用途
CN115044331B (zh) * 2021-03-09 2023-05-09 南京工业大学 一种锂离子电池用水分散型聚合物微粒子乳液粘结剂及其制备方法
CN113004839A (zh) * 2021-04-16 2021-06-22 广东宏昌新材料科技有限公司 丙烯酸酯压敏胶及其应用
CN113644266A (zh) * 2021-07-29 2021-11-12 浙江杰特维新材料有限公司 一种改善锂电池低温性能的粘结剂材料及其制备方法
CN113652185A (zh) * 2021-08-27 2021-11-16 西华大学 一种锂电池用丙烯酸类粘接剂及其制备、使用方法
WO2023141844A1 (zh) * 2022-01-27 2023-08-03 宁德时代新能源科技股份有限公司 一种粘结剂及其应用
CN114920873A (zh) * 2022-05-09 2022-08-19 瑞固新能(上海)材料科技有限公司 一种锂离子电池隔膜用聚合物微球及其制备方法
CN115050963A (zh) * 2022-06-29 2022-09-13 上海道赢实业有限公司 一种用于锂离子电池负极的粘结剂及其制备方法和用途
CN115050963B (zh) * 2022-06-29 2024-05-10 上海道赢实业有限公司 一种用于锂离子电池负极的粘结剂及其制备方法和用途
WO2024125385A1 (zh) * 2022-12-13 2024-06-20 湖北亿纬动力有限公司 一种制备改性聚丙烯酸粘结剂的方法和应用
CN116285785A (zh) * 2023-04-10 2023-06-23 湖南林特科技有限公司 一种涂碳铝箔用粘结剂及其制备方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108929401A (zh) 一种锂电池硅负极粘合剂及其制备方法
CN104882612B (zh) 一种粘结剂及应用该粘结剂的锂离子电池
EP4033580A1 (en) Gel polymer electrolyte with core-shell structure, preparation method therefor, and application thereof
CN108417836A (zh) 一种新型锂离子电池的电极粘结剂及其制备方法
CN106220779A (zh) 丙烯腈共聚物粘合剂及其在锂离子电池中的应用
WO2019242318A1 (zh) 一种水性粘结剂及其制备方法和用途
CN112646444B (zh) 一种介孔氧化硅水性陶瓷浆料的制备方法
JP6972231B2 (ja) 水性バインダー及びその製造方法
CN107546363B (zh) 负极片及锂离子电池
CN108550764A (zh) 一种超细金刚石涂覆隔离膜及应用此隔离膜的锂离子电池
CN106684333B (zh) 一种锂离子电池负极浆料及其制备方法
WO2015093765A1 (ko) 이차전지 양극활물질용 수계 바인더의 제조방법
CN108306021A (zh) 一种基于硅的锂离子电池负极
WO2024002199A1 (zh) 一种用于锂离子电池负极的粘结剂及其制备方法和用途
CN115799488A (zh) 一种表面连接粘结剂的硅氧负极材料及其制备方法和应用
CN110492066A (zh) 一种快速充电的锂离子电池负极片及其制备方法
CN115850591A (zh) 一种乳液型粘结剂的制备方法及其在锂离子电池负极中的应用
WO2024131556A1 (zh) 高附着力导电粘接剂及其的制备方法和应用
CN113372482A (zh) 丙烯酸多元共聚物及其制备方法及其在正极极片中的应用
CN108281656A (zh) 一种低温型锂离子电池负极浆料及其制备方法、锂离子电池负极
CN108666578B (zh) 一种锂离子电池负极水系粘结剂组合物及其制备工艺
JP6374887B2 (ja) 塗膜中における微粒子とバインダー樹脂との結着性を推定する方法、及び塗膜中における微粒子とバインダー樹脂との結着性を向上する方法
CN108365176A (zh) 一种锂离子电池负极极片的制备方法及锂离子电池
CN110492101A (zh) 一种锂离子电池负极粘结剂及其制备方法和应用
CN116003713A (zh) 一种制备具有中空结构的粘结剂纳米材料的方法和应用

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20181204