CN110870108B - 用于锂离子蓄电装置的电极粘结剂浆料组合物 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种浆料组合物，其包含：(a)电化学活性材料及/或导电试剂；以及(b)粘结剂，该粘结剂包含：(i)分散于液体介质中的包含含氟聚合物的聚合物；及(ii)包含含有结构单元的加成聚合物的聚合物，该结构单元包含含杂环基烯属不饱和单体的残基。本发明还提供电极及蓄电装置。

Description

用于锂离子蓄电装置的电极粘结剂浆料组合物
发明领域
本发明涉及用于制造用于蓄电装置(诸如蓄电池)的电极的含氟聚合物(诸如聚偏二氟乙烯(PVDF))浆料组合物。
发明背景
电子行业中存在生产由较小及较轻蓄电池供电的较小装置的趋势。具有负电极(诸如含碳材料)及正电极(诸如锂金属氧化物)的蓄电池可提供相对高电力及低重量。
聚偏二氟乙烯由于其优异的电化学阻抗而已被认为是用于形成待用于蓄电装置中的电极的有用粘结剂。通常，聚偏二氟乙烯属溶解于有机溶剂中，且电极材料(就锂离子蓄电池的正电极而言为电化学活性锂化合物及含碳材料)与PVDF溶液合并以形成浆料，该浆料经涂覆至金属箔或网以形成电极。
有机溶剂的作用在于溶解PVDF以便在蒸发有机溶剂后于电极材料粒子与金属箔或网之间提供良好粘附力。目前，所选有机溶剂为N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)。溶解于NMP中的PVDF粘结剂提供电极组合物中的所有活性成分的优良粘附力及互连性。粘结的成分能够容许充电及放电循环期间的大体积膨胀及收缩，而不会失去电极内的互连性。电极中的活性成分的互连性对于电池性能极其重要，尤其在充电及放电循环期间，因为电子必须移动跨越电极，且锂离子迁移率要求电极内的粒子之间具有互连性。
令人遗憾的是，NMP为毒性材料且存在健康及环境问题。期望的是将用作PVDF粘结剂的溶剂的NMP替换掉。然而，NMP溶解PVDF的能力较为独特，PVDF不太能溶于其他有机溶剂。
为了在电极形成过程中在除NMP外的有机溶剂中有效地采用PVDF组合物，PVDF必须分散于稀释剂中。然而，分散体必须与当前制造规范相容，且提供中间产物及最终产物的所需特性。一些共同准则包括：a)含氟聚合物分散体的稳定性，具有足够的储存期限；b)在掺合导电粉末与分散体之后，浆料的稳定性；c)用以促成良好涂覆特性的浆料的适当粘度；及d)电极内的足够的互连性。
另外，在将电极组装于蓄电装置中之后，该装置应实质上不含湿气且实质上不含可吸引湿气的亲水性基团。
因此，本发明的目的在于使用NMP的替代物提供稳定PVDF分散体，以供在制备电极形成组合物时用作粘结剂，该电极形成组合物具有用于产生用于蓄电池及其他具有互连性的蓄电装置的高品质电极的适合涂覆特性。
发明概述
本发明提供一种浆料组合物，其包含：(a)电化学活性材料；(b)粘结剂，该粘结剂包含：(i)分散于液体介质中的包含含氟聚合物的聚合物；及(ii)包含含有结构单元的加成聚合物的聚合物，该结构单元包含含杂环基烯属不饱和单体的残基。
本发明还提供一种浆料组合物，其包含：(a)导电试剂；(b)粘结剂，该粘结剂包含：(i)分散于液体介质中的包含含氟聚合物的聚合物；及(ii)包含含有结构单元的加成聚合物的聚合物，该结构单元包含含杂环基烯属不饱和单体的残基。
本发明进一步提供一种电极，其包含：(a)集电器；以及(b)形成于该集电器上的薄膜，其中该薄膜是由浆料组合物沉积，该浆料组合物包含：电化学活性材料；粘结剂，该粘结剂包含：(i)分散于液体介质中的包含含氟聚合物的聚合物；及(ii)包含含有结构单元的加成聚合物的聚合物，该结构单元包含含杂环基烯属不饱和单体的残基；以导电试剂。
本发明还提供一种蓄电装置，其包含：(a)电极，该电极包含集电器及形成于该集电器上的薄膜，其中该薄膜是由浆料组合物沉积，该浆料组合物包含：电化学活性材料；导电试剂；以及粘结剂，该粘结剂包含：(i)分散于液体介质中的包含含氟聚合物的聚合物；及(ii)包含含有结构单元的加成聚合物的聚合物，该结构单元包含含杂环基烯属不饱和单体的残基；(b)对电极；以及(c)电解质。
附图说明
图1为说明粘度对数的第一导数对温度的图表，其中最大峰值用于由横坐标测定分散于1,2,3-三乙酰氧基丙烷(三醋精)中的PVDF的溶解温度。
详细说明
本发明涉及一种浆料组合物，其包含：电化学活性材料；粘结剂，该粘结剂包含：(i)分散于液体介质中的包含含氟聚合物的聚合物；及(ii)包含含有结构单元的加成聚合物的聚合物，该结构单元包含含杂环基烯属不饱和单体的残基。该浆料组合物可任选地进一步包含导电试剂及/或助粘剂。
浆料组合物包含电化学活性材料。构成浆料中所含的电化学活性材料的材料不受特别限制，且可根据所关注蓄电装置的类型选择适合材料。
电化学活性材料可包含用作用于正电极的活性材料的材料。电化学活性材料可包含能够并入锂(包括经由锂嵌入/脱嵌并入)的材料、能够进行锂转化的材料或其组合。能够并入锂的电化学活性材料的非限制性实例包括LiCoO2、LiNiO2、LiFePO4、LiCoPO4、LiMnO2、LiMn2O4、Li(NiMnCo)O2、Li(NiCoAl)O2、碳涂布LiFePO4及其组合。能够进行锂转化的材料的非限制性实例包括硫、LiO2、FeF2及FeF3、Si、铝、锡、SnCo、Fe3O4及其组合。
电化学活性材料可包含用作用于负电极的活性材料的材料。电化学活性材料可包含石墨、钛酸锂、硅化合物、锡、锡化合物、硫、硫化合物或其组合。
电化学活性材料可按浆料的总固体重量计以45重量％至98重量％、诸如70重量％至98重量％、45重量％至95重量％、和70重量％至95重量％的量存在于浆料中。
根据本发明，粘结剂包含含有分散于液体介质中的含氟聚合物的聚合物。含氟聚合物可充当用于浆料组合物的粘结剂的整体或组分。
含氟聚合物可包含含有偏二氟乙烯的残基的(共聚)聚合物。含有偏二氟乙烯的残基的(共聚)聚合物的非限制性实例为聚偏二氟乙烯聚合物(PVDF)。如本文所用，“聚偏二氟乙烯聚合物”包括均聚物、共聚物(诸如二元共聚物)及三聚物，包括高分子量均聚物、共聚物及三聚物。此类(共聚)聚合物包括含有至少50摩尔％(诸如至少75摩尔％，及至少80摩尔％，及至少85摩尔％)的偏二氟乙烯的残基的那些(共聚)聚合物(也称为偏氟乙烯)。偏二氟乙烯单体可与至少一种选自由以下组成的组的共聚单体共聚合：四氟乙烯、三氟乙烯、三氟氯乙烯、六氟丙烯、氟乙烯、五氟丙烯、四氟丙烯、全氟甲基乙烯基醚、全氟丙基乙烯基醚及任何其他将容易与偏二氟乙烯共聚合以便产生本发明的含氟聚合物的单体。含氟聚合物也可包含PVDF均聚物。
含氟聚合物可包含重均分子量为至少50,000g/mol(诸如至少100,000g/mol)的高分子量PVDF，且可在50,000g/mol至1,500,000g/mol(诸如100,000g/mol至1,000,000g/mol)的范围内。PVDF为可例如以商标KYNAR从Arkema及从Inner Mongolia 3F WanhaoFluorochemical Co.,Ltd商购的。
含氟聚合物可包含纳米粒子。如本文所用，术语“纳米粒子”是指具有小于1,000nm的粒径的粒子。含氟聚合物可具有至少50nm的粒径、诸如至少100nm、诸如至少250nm、诸如至少300nm，且可不大于900nm、诸如不大于600nm、诸如不大于450nm、诸如不大于400nm、诸如不大于300nm、诸如不大于200nm。含氟聚合物纳米粒子可具有50nm至900nm的粒径，诸如100nm至600nm、诸如250nm至450nm、诸如300nm至400nm、诸如100nm至400nm、诸如100nm至300nm、诸如100nm至200nm。如本文所用，术语“粒径”是指含氟聚合物粒子的平均直径。本发明中提及的粒径通过以下程序测定：通过将含氟聚合物分散至一段附接到铝扫描电子显微镜(SEM)样品台(stub)的碳带上来制备样品。用压缩空气吹掉碳带上的过量粒子。随后用Au/Pd溅涂样品20秒，且随后在高真空下于Quanta250FEG SEM(场发射枪扫描电子显微镜)中进行分析。将加速电压设定为20.00kV，且将光斑大小设定为3.0。从所制备样品上的三个不同区域收集图像，且使用ImageJ软件测量来自每一区域的10个含氟聚合物粒子的直径，获得总共30个粒径测量值，将该测量值一起求平均以测定平均粒径。
含氟聚合物可按粘结剂固体的总重量计以40重量％至100重量％、诸如40重量％至96重量％、诸如50重量％至90重量％的量存在于粘结剂中。
浆料组合物的液体介质可包含有机介质。如本文所用，术语“有机介质”是指包含以有机介质的总重量计大于50重量％的水的液体介质。此类有机介质可包含以有机介质的总重量计小于40重量％的水，或小于30重量％的水，或小于20重量％的水，或小于10重量％的水，或小于5重量％的水，或小于1重量％水，或小于0.1重量％的水，或可不含水。有机溶剂以有机介质的总重量计占有机介质的大于50重量％的，诸如至少70重量％、诸如至少80重量％、诸如至少90重量％、诸如至少95重量％、诸如至少99重量％、诸如至少99.9重量％、诸如100重量％。以有机介质的总重量计，有机溶剂可占50.1重量％至100重量％、诸如70重量％至100重量％、诸如80重量％至100重量％、诸如90重量％至100重量％、诸如95重量％至100重量％、诸如99重量％至100重量％、诸如99.9重量％至100重量％。
由有机介质可包含以下、基本上由以下组成或由以下组成：例如，酮类，诸如甲基乙基酮、环己酮及异佛尔酮；醚类，诸如乙二醇及丙二醇的C1至C4烷基醚；丁基吡咯烷酮；磷酸三烷基酯；1,2,3-三乙酰氧基丙烷；3-甲氧基-N,N-二甲基丙酰胺；乙酰乙酸乙酯；γ-丁内酯；丙二醇甲醚；碳酸亚丙酯；己二酸二甲酯；丙二醇甲醚乙酸酯；二元酯(DBE)；二元酯5(DBE-5)；4-羟基-4-甲基-2-戊酮(二丙酮醇)；丙二醇二乙酸酯；邻苯二甲酸二甲酯；甲基异戊基酮；丙酸乙酯；1-乙氧基-2-丙醇；二丙二醇二甲醚；饱和及不饱和直链酮及环酮(可以其混合物形式以EastmanTM C-11 Ketone从Eastman化学公司商购)；二异丁酮；乙酸酯(可以ExxateTM 1000形式从Hallstar商购)；三丙二醇甲醚；二乙二醇乙基醚乙酸酯；或其组合。磷酸三烷基酯可包含例如磷酸三甲酯、磷酸三乙酯、磷酸三丙酯、磷酸三丁酯等。
有机介质可任选地具有在分散于有机介质中的含氟聚合物的溶解温度下小于10g/min m2的蒸发速率。蒸发速率可使用ASTM D3539(1996)来测量。根据本发明，分散于有机介质中的含氟聚合物的溶解温度可通过测量混合物的随温度变化的复数粘度来测定。此技术可应用于混合于有机介质中的含氟聚合物(除其他类型的聚合物之外)，其中此类混合物的非挥发性固体含量的总质量为混合物的总质量的44％至46％、诸如45％。复数粘度可用Anton-Paar MCR301流变仪使用50毫米锥及温度受控板测量。在35℃至至少75℃的温度范围内以10℃/分钟的升温速率、1Hz的振荡频率及90Pa的应力幅度极限来测量含氟聚合物混合物的复数粘度。含氟聚合物于有机介质中的溶解通过复数粘度随着温度提高的急剧增大来指示。溶解温度经定义为粘度随温度斜升的变化速率最高时的温度，且通过测定复数粘度的Log10相对于温度的第一导数达到最大时的温度来计算。图1为说明Log10粘度的第一导数对温度的图表，其中最大峰值用于由横坐标测定分散于有机介质1,2,3-三乙酰氧基丙烷(三醋精)中的含氟聚合物聚偏二氟乙烯(来自Inner Mongolia 3F WanhaoFluorochemical Co.Ltd.的PVDF T-1)的溶解温度。下表说明根据此方法使用来自InnerMongolia 3F Wanhao Fluorochemical Co.Ltd.的PVDF T-1(PVDF T-1具有约330至380nm的粒径及约130,000至160,000g/mol的重均分子量)测定的于如所列举的各种溶剂或溶剂混合物中的溶解温度。
1丙二醇甲醚可购自Dow化学公司。
分散于有机介质中的含氟聚合物的溶解温度可低于77℃，诸如低于70℃、诸如低于65℃、诸如低于60℃、诸如低于55℃、诸如低于50℃。分散于有机介质中的含氟聚合物的溶解温度的范围可为30℃至77℃，诸如30℃至70℃、诸如30℃至65℃、诸如30℃至60℃、诸如30℃至55℃、诸如30℃至50℃。溶解温度可根据上文所论述的方法测量。
有机介质可包含例如丁基吡咯烷酮、磷酸三烷基酯、1,2,3-三乙酰氧基丙烷、3-甲氧基-N,N-二甲基丙酰胺、乙酰乙酸乙酯、γ-丁内酯、丙二醇甲醚、环己酮、碳酸亚丙酯、己二酸二甲酯、丙二醇甲醚乙酸酯、二元酯(DBE)、二元酯5(DBE-5)、4-羟基-4-甲基-2-戊酮(二丙酮醇)、丙二醇二乙酸酯、邻苯二甲酸二甲酯、甲基异戊基酮、丙酸乙酯、1-乙氧基-2-丙醇、二丙二醇二甲醚、饱和及不饱和直链酮及环酮(可以其混合物形式以EastmanTM C-11Ketone从Eastman化学公司商购)、二异丁酮、乙酸酯(可以ExxateTM 1000形式从Hallstar商购)、三丙二醇甲醚、二乙二醇乙基醚乙酸酯或其组合。磷酸三烷基酯可包含例如磷酸三甲酯、磷酸三乙酯、磷酸三丙酯、磷酸三丁酯等。
有机介质可基本上由以下组成或由以下组成：例如丁基吡咯烷酮、磷酸三烷基酯、1,2,3-三乙酰氧基丙烷、3-甲氧基-N,N-二甲基丙酰胺、乙酰乙酸乙酯、γ-丁内酯、丙二醇甲醚、环己酮、碳酸亚丙酯、己二酸二甲酯、丙二醇甲醚乙酸酯、二元酯(DBE)、二元酯5(DBE-5)、4-羟基-4-甲基-2-戊酮(二丙酮醇)、丙二醇二乙酸酯、邻苯二甲酸二甲酯、甲基异戊基酮、丙酸乙酯、1-乙氧基-2-丙醇、二丙二醇二甲醚、饱和及不饱和直链酮及环酮(可以其混合物形式以EastmanTM C-11 Ketone从Eastman化学公司商购)、二异丁酮、乙酸酯(可以ExxateTM 1000形式从Hallstar商购)、三丙二醇甲醚、二乙二醇乙基醚乙酸酯或其组合。磷酸三烷基酯可包含例如磷酸三甲酯、磷酸三乙酯、磷酸三丙酯、磷酸三丁酯等。
有机介质可包含与作为分散相的含氟聚合物一起形成均质连续相的主要溶剂及共溶剂。主要溶剂及共溶剂以及其相关量可经选择以在室温(即约23℃)下提供含氟聚合物于有机介质中的分散体。主要溶剂及共溶剂两者可包含有机溶剂。含氟聚合物在单独使用时可溶于主要溶剂中，但与主要溶剂一起使用共溶剂可允许含氟聚合物稳定分散于有机介质中。主要溶剂可包含以下、基本上由以下组成或由以下组成：例如丁基吡咯烷酮、磷酸三烷基酯、3-甲氧基-N,N-二甲基丙酰胺、1,2,3-三乙酰氧基丙烷或其组合。共溶剂可包含以下、基本上由以下组成或由以下组成：例如乙酰乙酸乙酯、γ-丁内酯及/或二醇醚，诸如丙二醇甲醚、二丙二醇甲醚、丙二醇单丙醚、二乙二醇单丁醚、乙二醇单己醚等。以有机介质的总重量计，主要溶剂可以至少50重量％、诸如至少65重量％、诸如至少75重量％的量存在，且可以不大于99重量％、诸如不大于90重量％、诸如不大于85重量％的量存在。主要溶剂可按有机介质的总重量计以50重量％至99重量％、诸如65重量％至90重量％、诸如75重量％至85重量％的量存在。共溶剂可以至少1重量％、诸如至少10重量％、诸如至少15重量％的量存在，且可以不大于50重量％、诸如不大于35重量％、诸如不大于25重量％的量存在。共溶剂可按有机介质的总重量计以1重量％至50重量％、诸如10重量％至35重量％、诸如15重量％至25重量％的量存在。
有机介质也可具有在180℃下大于80g/min m2，诸如在180℃下大于90g/min m2，诸如在180℃下大于100g/min m2的蒸发速率。
液体介质可包含水性介质。如本文所用，术语“水性介质”是指包含以液体介质的总重量计至少50重量％的水的液体介质。此类水性介质可包含以水性介质的总重量计小于40重量％的有机溶剂，或小于30重量％的有机溶剂，或小于20重量％的有机溶剂，或小于10重量％的有机溶剂，或小于5重量％的有机溶剂，或小于1重量％的有机溶剂，或小于0.1重量％的有机溶剂，或可不含有机溶剂。水可以水性介质的总重量计占水性介质的大于50重量％，诸如至少60重量％、诸如至少70重量％、诸如至少80重量％、诸如至少90重量％、诸如至少95重量％、诸如至少99重量％、诸如至少99.9重量％、诸如100重量％。以水性介质的总重量计，水可占50.1重量％至100重量％，诸如70重量％至100重量％、诸如80重量％至100重量％、诸如90重量％至100重量％、诸如95重量％至100重量％、诸如99重量％至100重量％、诸如99.9重量％至100重量％。
以浆料组合物的总重量计，有机介质可以至少10重量％、诸如至少15重量％、诸如至少20重量％、诸如至少30重量％、诸如至少35重量％、诸如至少40重量％的量存在，且可以不大于80重量％、诸如不大于70重量％、诸如不大于60重量％、诸如不大于50重量％、诸如不大于45重量％、诸如不大于45重量％、诸如不大于40重量％、诸如不大于35重量％、诸如不大于29重量％、诸如不大于25重量％的量存在。有机介质可按浆料组合物的总重量计以诸如20重量％至80重量％、10重量％至70重量％、诸如30重量％至70重量％、诸如35重量％至60重量％、诸如40重量％至50重量％、15重量％至60重量％、15重量％至50重量％、15重量％至45重量％、15重量％至40重量％、15重量％至35重量％、15重量％至29重量％、15重量％至25重量％的量存在。
浆料组合物可实质上不含、基本上不含或完全不含N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)。如本文所用，若NMP以浆料组合物总重量计以低于5重量％的量存在(即使有的话)，则浆料组合物“实质上不含”NMP。如本文所用，若NMP以浆料组合物的总重量计以低于0.3重量％的量存在(即使有的话)，则浆料组合物“基本上不含”NMP。如本文所用，若NMP不存在于浆料组合物中(即以浆料组合物的总重量计0.0重量％)，则浆料组合物“完全不含”NMP。
浆料组合物可实质上不含、基本上不含或完全不含酮类，诸如甲基乙基酮环己酮、异佛尔酮、苯乙酮。
浆料组合物可实质上不含、基本上不含或完全不含醚类，诸如乙二醇或丙二醇的C1至C4烷基醚。
浆料组合物进一步包含含有加成聚合物的聚合物，该加成聚合物包含结构单元，该结构单元包含含杂环基烯属不饱和单体的残基。如本文所用，包含杂环基的烯属不饱和单体是指具有至少一个α,β烯属不饱和基团及至少一个环状部分的单体，该至少一个环状部分在环结构中具有至少一个除碳之外的原子，诸如氧、氮或硫。包含杂环基的烯属不饱和单体的非限制性实例包括环氧官能性烯属不饱和单体、乙烯基吡咯烷酮及乙烯基己内酰胺等等。包含含有结构单元的加成聚合物的聚合物可包含分散剂，该结构单元包含含杂环基烯属不饱和单体的残基。加成聚合物可帮助将含氟聚合物及/或(若存在)导电试剂或电化学活性材料分散于液体介质中。包含含有含杂环基烯属不饱和单体的残基的结构单元的加成聚合物可为浆料组合物粘结剂的组分。加成聚合物可包含与含氟聚合物及/或浆料组合物的其他组分(若存在，诸如导电试剂或电化学活性材料)相容的至少一个相，且可进一步包含与液体介质相容的至少一个相。浆料组合物可包含一种、二种、三种、四种或更多种不同加成聚合物，且每一种加成聚合物可帮助分散浆料组合物的不同组分。加成聚合物可包含具有与含氟聚合物及/或(若存在)导电试剂或电化学活性材料及液体介质均相容的相的任何材料。如本文所用，“相容”意谓材料与其他材料形成掺混物的能力，该掺混物系实质上均质的且随时间推移将保持实质上均质的。含氟聚合物及加成聚合物可不通过共价键结合。举例而言，加成聚合物可包含含有此类相的聚合物。加成聚合物可呈嵌段聚合物、无规聚合物或梯度聚合物形式，其中存在于该聚合物的不同嵌段中的各相分别无规地包括于整个聚合物中，或渐进地越来越密集地或越来越不密集地沿聚合物主链存在。加成聚合物可包含通过使烯属不饱和单体聚合而产生的加成聚合物。加成聚合物也可充当浆料组合物的粘结剂的额外组分，且加成聚合物被视为粘结剂的部分，不论其是否充当分散剂或粘结剂或两者。
除由含杂环基烯属不饱和单体产生的杂环基以外，加成聚合物可进一步包含官能基。该官能基可进一步包含例如活性氢官能基。如本文所用，术语“活性氢官能基”是指如通过描述于JOURNAL OF THE AMERICAN CHEMICAL SOCIETY,第49卷,第3181页(1927)中的Zerewitinoff测试所测定与异氰酸盐有反应性且包括例如羟基、伯或仲氨基、羧酸基及硫醇基的那些基团。
当存在酸官能基时，加成聚合物可具有至少350克/酸当量、诸如至少878克/酸当量、诸如至少1,757克/酸当量的理论酸当量重量，且可不大于17,570克/酸当量、诸如不大于12,000克/酸当量、诸如不大于7,000克/酸当量。加成聚合物可具有350至17,570克/酸当量、诸如878至12,000克/酸当量、诸如1,757至7,000克/酸当量的理论酸当量。
加成聚合物可衍生自和包含含有除含杂环基烯属不饱和单体以外的一种或多种烯属不饱和单体(诸如下文所论述的那些)的残基的结构单元，且可通过使此类单体的反应混合物聚合来制备。单体的混合物可包含一种或多种含活性氢基团的烯属不饱和单体及其组合。反应混合物可另外包含其他烯属不饱和单体，诸如(甲基)丙烯酸的烷基酯及下文描述的其他。
如上文所论述，加成聚合物包含含有含杂环基烯属不饱和单体的残基的结构单元。含杂环基烯属不饱和单体的非限制性实例包括环氧官能性烯属不饱和单体，诸如(甲基)丙烯酸缩水甘油酯、乙烯基吡咯烷酮及乙烯基己内酰胺等等。以加成聚合物的总重量计，包含含杂环基烯属不饱和单体的残基的结构单元可占至少0.1重量％、诸如至少0.5重量％、诸如至少1重量％、诸如至少5重量％、诸如至少8重量％，且可不大于99重量％、诸如不大于50重量％、诸如不大于40重量％、诸如不大于30重量％、诸如不大于27重量％。以加成聚合物的总重量计，包含含杂环基烯属不饱和单体的残基的结构单元可占0.5重量％至99重量％、诸如1重量％至99重量％、诸如0.1重量％至50重量％、诸如0.5重量％至50重量％、诸如1重量％至40重量％、诸如5重量％至30重量％、8重量％至27重量％。加成聚合物可衍生自反应混合物，该反应混合物按用于反应混合物中的可聚合单体的总重量计以0.5重量％至99重量％、诸如1重量％至99重量％、诸如0.1重量％至50重量％、诸如0.5重量％至50重量％、诸如1重量％至40重量％、诸如5重量％至30重量％、8重量％至27重量％的量包含含杂环基烯属不饱和单体。
另外，当加成聚合物包含至少一个杂环基时，具有与杂环基有反应性的官能基的化合物可通过与杂环基反应而接枝至加成聚合物上。化合物的官能基可包含例如硫醇基、氨基、羟基、酸基(诸如羧酸基)或其组合。举例而言，当加成聚合物上存在环氧化物官能基时，加成聚合物上的环氧化物官能基可与诸如硫醇基、氨基、羟基、羧酸基的官能基反应。环氧化物官能基的开环反应将在加成聚合物上产生羟基官能基。具有与杂环基有反应性的官能基的化合物的非限制性实例包括硫醇、醇、胺及酸，且酸的非限制性实例包括柠檬酸、酒石酸或芳族酸，诸如β羟基官能性酸，包括3-羟基-2-萘甲酸。
加成聚合物可包含(甲基)丙烯酸系聚合物，其包含含有一种或多种(甲基)丙烯酸系单体的残基的结构单元。(甲基)丙烯酸系聚合物可通过使包含一种或多种(甲基)丙烯酸系单体的α,β-烯属不饱和单体及任选地的其他烯属不饱和单体的反应混合物聚合来制备。如本文所用，术语“(甲基)丙烯酸系单体”是指丙烯酸、甲基丙烯酸及由其衍生的单体，包括丙烯酸及甲基丙烯酸的烷基酯等。如本文所用，术语“(甲基)丙烯酸系聚合物”是指衍生自或包含含有一种或多种(甲基)丙烯酸系单体的残基的结构单元的聚合物。单体的混合物可包含一种或多种含活性氢基团的(甲基)丙烯酸系单体、含杂环基的烯属不饱和单体及其他烯属不饱和单体。
加成聚合物可包含含有α,β-烯属不饱和羧酸的残基的结构单元。α,β-烯属不饱和羧酸的非限制性实例包括含有至多10个碳原子的那些，诸如丙烯酸及甲基丙烯酸。其他不饱和酸的非限制性实例为α,β-烯属不饱和二羧酸，诸如顺丁烯二酸或其酸酐、反丁烯二酸及衣康酸。又，可采用这些二羧酸的半酯。以加成聚合物的总重量计，包含α,β-烯属不饱和羧酸的残基的结构单元可占至少1重量％、诸如至少2重量％、诸如至少5重量％，且可不大于50重量％、诸如不大于20重量％、诸如不大于10重量％、诸如不大于5重量％。以加成聚合物的总重量计，含α,β-烯属不饱和羧酸的残基的结构单元可占1重量％至50重量％、2重量％至50重量％、诸如2重量％至20重量％、诸如2重量％至10重量％、诸如2重量％至5重量％、诸如1重量％至5重量％。加成聚合物可衍生自反应混合物，该反应混合物按用于反应混合物中的可聚合单体的总重量计以1重量％至50重量％、2重量％至50重量％、诸如2重量％至20重量％、诸如2重量％至10重量％、诸如2重量％至5重量％、诸如1重量％至5重量％的量包含α,β-烯属不饱和羧酸。在加成聚合物中包括包含α,β-烯属不饱和羧酸的残基的结构单元产生可帮助为分散提供稳定性的包含至少一个羧酸基的加成聚合物。
加成聚合物可包含含有(甲基)丙烯酸的烷基酯的残基的结构单元，该烷基酯在烷基中的含有1至3个碳原子。在烷基中含有1至3个碳原子的(甲基)丙烯酸的烷基酯的非限制性实例包括(甲基)丙烯酸甲酯及(甲基)丙烯酸乙酯。以加成聚合物的总重量计，包含在烷基中含有1至3个碳原子的(甲基)丙烯酸的烷基酯的残基的结构单元可占至少1重量％、诸如至少20重量％、诸如至少30重量％、诸如至少40重量％、诸如至少45重量％、诸如至少50重量％，且可不大于99重量％、诸如不大于98重量％、诸如不大于96重量％、诸如不大于90重量％、诸如不大于80重量％、诸如不大于75重量％。以加成聚合物的总重量计，包含在烷基中含有1至3个碳原子的(甲基)丙烯酸的烷基酯的残基的结构单元可占1重量％至99重量％、诸如1重量％至90重量％、诸如20重量％至98重量％、诸如30重量％至96重量％、诸如30重量％至90重量％、40重量％至90重量％、诸如40重量％至80重量％、诸如45重量％至75重量％。加成聚合物可衍生自反应混合物，该反应混合物按用于反应混合物中的可聚合单体的总重量计以1重量％至99重量％、诸如1重量％至90重量％、诸如20重量％至98重量％、诸如30重量％至96重量％、诸如30重量％至90重量％、40重量％至90重量％、诸如40重量％至80重量％、诸如45重量％至75重量％的量包含在烷基中含有1至3个碳原子的(甲基)丙烯酸的烷基酯。
加成聚合物可包含含有(甲基)丙烯酸的烷基酯的残基的结构单元，该烷基酯在烷基中的含有4至18个碳原子。在烷基中含有4至18个碳原子的(甲基)丙烯酸的烷基酯的非限制性实例包括(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸己酯、(甲基)丙烯酸辛酯、(甲基)丙烯酸异癸酯、(甲基)丙烯酸硬脂酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸癸酯及(甲基)丙烯酸十二烷酯。以加成聚合物的总重量计，包含在烷基中含有4至18个碳原子的(甲基)丙烯酸的烷基酯的残基的结构单元可占至少2重量％、诸如至少5重量％、诸如至少10重量％、诸如至少15重量％、诸如至少20重量％，且可不大于70重量％、诸如不大于60重量％、诸如不大于50重量％、诸如不大于40重量％、诸如不大于35重量％。以加成聚合物的总重量计，包含在烷基中含有4至18个碳原子的(甲基)丙烯酸的烷基酯的残基的结构单元可占2重量％至70重量％、诸如2重量％至60重量％、诸如5重量％至50重量％、10重量％至40重量％、诸如15重量％至35重量％。加成聚合物可衍生自反应混合物，该反应混合物按用于反应混合物中的可聚合单体的总重量计以2重量％至70重量％、诸如2重量％至60重量％、诸如5重量％至50重量％、10重量％至40重量％、诸如15重量％至35重量％的量包含在烷基中含有4至18个碳原子的(甲基)丙烯酸的烷基酯。
加成聚合物可包含含有羟基烷基酯的残基的结构单元。羟基烷基酯的非限制性实例包括(甲基)丙烯酸羟乙酯及(甲基)丙烯酸羟丙酯。以加成聚合物的总重量计，包含羟基烷基酯的残基的结构单元可占至少0.5重量％、诸如至少1重量％、诸如至少2重量％，且可不大于30重量％、诸如不大于20重量％、诸如不大于10重量％、诸如不大于5重量％。以加成聚合物的总重量计，包含羟基烷基酯的残基的结构单元可占0.5重量％至30重量％、诸如1重量％至20重量％、诸如2重量％至20重量％、2重量％至10重量％、诸如2重量％至5重量％。加成聚合物可衍生自反应混合物，该反应混合物按用于反应混合物中的可聚合单体的总重量计以0.5重量％至30重量％、诸如1重量％至20重量％、诸如2重量％至20重量％、2重量％至10重量％、诸如2重量％至5重量％的量包含羟基烷基酯。在加成聚合物中包括包含羟基烷基酯的残基的结构单元产生包含至少一个羟基的加成聚合物(但可通过其他方法包括羟基)。由包括羟基烷基酯(或通过其他手段并入)产生的羟基可与单独添加的包含与羟基有反应性的官能基的交联剂(诸如氨基塑料、酚醛塑料、多环氧化物及封端聚异氰酸酯)反应，或在将具有与羟基有反应性的基团的自交联单体并入加成聚合物中时可与存在于加成聚合物中的N-烷氧基甲基酰氨基或封端异氰酸酯基反应。
如上文所指出，加成聚合物可包含含有自交联单体的残基的结构单元，且加成聚合物可包含自交联加成聚合物。如本文所用，术语“自交联单体”是指将可与存在于加成聚合物上的其他官能基反应的官能基并入加成聚合物或超过一种加成聚合物之间的交联的单体。自交联单体的非限制性实例包括N-烷氧基甲基(甲基)丙烯酰胺单体(诸如N-丁氧基甲基(甲基)丙烯酰胺及N-异丙氧基甲基(甲基)丙烯酰胺)以及含有封端异氰酸酯基的自交联单体，诸如(甲基)丙烯酸异氰酸基乙基酯，其中异氰酸基与在固化温度下解封的化合物反应(“封端”)。适合封端剂的实例包括ε-己内酯及甲基乙基酮肟。以加成聚合物的总重量计，包含自交联单体的残基的结构单元可占至少0.5重量％、诸如至少1重量％、诸如至少2重量％，且可不大于30重量％、诸如不大于20重量％、诸如不大于10重量％、诸如不大于5重量％。以加成聚合物的总重量计，包含自交联单体的残基的结构单元可占0.5重量％至30重量％、诸如1重量％至20重量％、诸如2重量％至20重量％、2重量％至10重量％、诸如2重量％至5重量％。加成聚合物可衍生自反应混合物，该反应混合物按用于反应混合物中的可聚合单体的总重量计以0.5重量％至30重量％、诸如1重量％至20重量％、诸如2重量％至20重量％、2重量％至10重量％、诸如2重量％至5重量％的量包含自交联单体。
加成聚合物可包含含有其他烯属不饱和单体的残基的结构单元。其他烯属不饱和单体的非限制性实例包括：乙烯基芳族化合物，诸如苯乙烯、α-甲基苯乙烯、α-氯苯乙烯及乙烯基甲苯；有机腈，诸如丙烯腈及甲基丙烯腈；烯丙基单体，诸如烯丙基氯；烯丙基腈及单体二烯，诸如1,3-丁二烯及2-甲基-1,3-丁二烯；以及(甲基)丙烯酸乙酰乙酸烷基酯，诸如甲基丙烯酸乙酰乙酸乙酯(AAEM)(其可为自交联的)。以加成聚合物的总重量计，包含其他烯属不饱和单体的残基的结构单元可占至少0.5重量％、诸如至少1重量％、诸如至少2重量％，且可不大于30重量％、诸如不大于20重量％、诸如不大于10重量％、诸如不大于5重量％。以加成聚合物的总重量计，包含其他烯属不饱和单体的残基的结构单元可占0.5重量％至30重量％、诸如1重量％至20重量％、诸如2重量％至20重量％、2重量％至10重量％、诸如2重量％至5重量％。加成聚合物可衍生自反应混合物，该反应混合物按用于反应混合物中的可聚合单体的总重量计以0.5重量％至30重量％、诸如1重量％至20重量％、诸如2重量％至20重量％、2重量％至10重量％、诸如2重量％至5重量％的量包含其他烯属不饱和单体。
浆料组合物可任选地进一步包含第二加成聚合物。第二加成聚合物可不含杂环基且可包含以以上范围包含上文所论述的任意烯属不饱和单体(除含杂环基单体之外)的残基的结构单元。
第二加成聚合物可包含含有以下的残基的结构单元、基本上由该结构单元组成或由该结构单元组成：以加成聚合物的总重量计，50重量％至80重量％的在烷基中含有1至3个碳原子的(甲基)丙烯酸的烷基酯；20重量％至40重量％的在烷基中含有4至18个碳原子的(甲基)丙烯酸的烷基酯；0.1重量％至10重量％的羟基烷基酯；以及0.1重量％至10重量％的α,β-烯属不饱和羧酸。
加成聚合物可包含含有以下的残基的结构单元、基本上由该结构单元组成或由该结构单元组成：以加成聚合物的总重量计，30重量％至70重量％的在烷基中含有1至3个碳原子的(甲基)丙烯酸的烷基酯；20重量％至50重量％的在烷基中含有4至18个碳原子的(甲基)丙烯酸的烷基酯；1重量％至20重量％的含杂环基烯属不饱和单体；0.1重量％至10重量％的羟基烷基酯；以及0.1重量％至10重量％的α,β-烯属不饱和羧酸。
加成聚合物可包含含有以下的残基的结构单元、基本上由该结构单元组成或由该结构单元组成：以加成聚合物的总重量计，20重量％至60重量％的在烷基中含有1至3个碳原子的(甲基)丙烯酸的烷基酯；25重量％至65重量％的在烷基中含有4至18个碳原子的(甲基)丙烯酸的烷基酯；10重量％至30重量％的含杂环基烯属不饱和单体；0.1重量％至10重量％的羟基烷基酯；以及0.1重量％至10重量％的α,β-烯属不饱和羧酸。
该单体及相对量可经选择使得所得加成聚合物具有100℃或更低的Tg，通常为-50℃至+70℃，诸如-50℃至0℃。0℃以下的较低Tg可为确保低温下的可接受蓄电池性能所期望的。
加成聚合物可通过常规自由基引发溶液聚合技术制备，其中将可聚合单体溶解于包含溶剂或溶剂混合物的第二有机介质中且在自由基引发剂存在下聚合直至完全转化为止。用于制备加成聚合物的第二有机介质可与存在于浆料组合物中的有机介质相同，使得有机介质的组成不因添加加成聚合物溶液而改变。举例而言，第二有机介质可以与浆料组合物的有机介质相同的比率包含相同主要溶剂及共溶剂。或者，用于制备加成聚合物的第二有机介质可与浆料组合物的有机介质不同且相异。用于产生加成聚合物的第二有机介质可包含任何适合有机溶剂或溶剂的混合物，包括上文关于有机介质所论述的那些，诸如磷酸三乙酯。
自由基引发剂的实例为可溶于单体的混合物中的那些引发剂，诸如偶氮二异丁腈、偶氮双(α,γ-甲基戊腈)、过苯甲酸叔丁酯、过乙酸叔丁酯、过氧化苯甲酰、二叔丁基过氧化物及过氧化2-乙基己基碳酸叔戊酯。
任选地，可使用可溶于单体的混合物中的链转移剂，诸如烷基硫醇，例如叔-十二烷基硫醇；酮类，诸如甲基乙基酮；氯烃，诸如氯仿。链转移剂提供对分子量的控制，得到具有用于各种涂覆应用的所需粘度的产物。叔-十二烷基硫醇是优选的，因为其促成单体至聚合产物的高度转化。
为了制备加成聚合物，可首先将溶剂加热至回流，且可将含有自由基引发剂的可聚合单体的混合物缓慢添加至回流溶剂。随后将反应混合物保持在聚合温度下以便降低游离单体含量，诸如以可聚合单体的混合物的总重量计低于1.0％及通常低于0.5％。
为了用于本发明的浆料组合物，如上文所描述制备的加成聚合物通常具有约5000至500,000g/mol、诸如10,000至100,000g/mol及25,000至50,000g/mol的重均分子量。
以粘结剂固体的总重量计，加成聚合物可以2重量％至20重量％、诸如5重量％至15重量％的量存在于粘结剂中。
如上文所指出，浆料组合物可任选地进一步包含用于与加成聚合物反应的单独添加的交联剂。该交联剂应可溶于或可分散于液体介质中且与加成聚合物的活性氢基团(若存在，诸如羧酸基及羟基)有反应性。适合交联剂的非限制性实例包括氨基塑料树脂、封端聚异氰酸酯及多环氧化物。
用作交联剂的氨基塑料树脂的实例为通过使诸如三聚氰胺或苯胍胺的三嗪与甲醛反应所形成的那些。该反应产物含有反应性N-羟甲基。通常，这些反应性基团用甲醇、乙醇、丁醇(包括其混合物)醚化以使其反应性适中。关于氨基塑料树脂的化学制备及使用，参见“The Chemistry and Applications of Amino Crosslinking Agents orAminoplast”,第V卷,第II部分,第21页及以下,由Oldring博士编辑；John Wiley&Sons/Cita Technology Limited,London,1998。这些树脂可以商标(诸如MAPRENALMF980)及以商标/>(诸如可购自Cytec Industries的CYMEL 303及CYMEL 1128)商购。
封端的聚异氰酸酯交联剂通常为二异氰酸酯，诸如甲苯二异氰酸酯、1,6-六亚甲基二异氰酸酯及异佛尔酮二异氰酸酯，包括其异氰酸基二聚体及三聚体，其中异氰酸酯基与诸如ε-己内酯及甲基乙基酮肟的物质反应(“封端”)。在固化温度下，封端剂解封，暴露与关联于(甲基)丙烯酸系聚合物的羟基官能基有反应性的异氰酸酯官能基。经封端的异氰酸酯交联剂可以DESMODUR BL形式购自Covestro。
多环氧化物交联剂的实例为：含环氧树脂(甲基)丙烯酸系聚合物，诸如由与其他乙烯基单体共聚合的甲基丙烯酸缩水甘油酯制备的那些；多元酚的多缩水甘油醚，诸如双酚A的二缩水甘油醚；以及环脂族多环氧化物，诸如3,4-环氧环己基甲基-3,4-环氧环己烷甲酸酯及双(3,4-环氧基-6-甲基环己基-甲基)己二酸酯。
除促进加成聚合物的交联以外，交联剂(包括与交联单体及单独添加的交联剂相关联的那些)与亲水性基团(诸如加成聚合物的活性氢官能基)反应，从而防止这些基团吸收湿气，该湿气在锂离子蓄电池中可能是成问题的。
单独添加的交联剂可以至多15重量％、诸如1重量％至15重量％的量存在于粘结剂中，该重量％是以粘结剂固体的总重量计。
浆料组合物进一步包含助粘剂。助粘剂可包含不同于上文所描述的含氟聚合物的聚偏二氟乙烯共聚物、酸官能性聚烯烃或热塑性材料。
聚偏二氟乙烯共聚物助粘剂包含含有偏二氟乙烯及以下中的至少一者的残基的结构单元：(i)(甲基)丙烯酸；及/或(ii)(甲基)丙烯酸羟基烷基酯。(甲基)丙烯酸可包含丙烯酸、甲基丙烯酸或其组合。(甲基)丙烯酸羟基烷基酯可包含(甲基)丙烯酸C1至C5羟基烷基酯，诸如(甲基)丙烯酸羟乙酯、(甲基)丙烯酸2-羟丙酯、(甲基)丙烯酸2-羟丁酯或其组合。此加成聚合物的可商购实例包括可购自Solvay的SOLEF5130。不同于上文所论述的含氟聚合物，聚偏二氟乙烯共聚物可分散或溶解于浆料组合物的有机介质中。
酸官能性聚烯烃助粘剂包含乙烯-(甲基)丙烯酸共聚物，诸如乙烯-丙烯酸共聚物或乙烯-甲基丙烯酸共聚物。乙烯-丙烯酸共聚物可包含以乙烯-丙烯酸共聚物的总重量计10重量％至50重量％的丙烯酸(诸如15重量％至30重量％、诸如17重量％至25重量％、诸如约20重量％)及以乙烯-丙烯酸共聚物的总重量计50重量％至90重量％的乙烯(诸如70重量％至85重量％、诸如75重量％至83重量％、诸如约80重量％)的结构单元。此加成聚合物的可商购实例包括可购自Dow化学公司的PRIMACOR 5980i。
助粘剂可按粘结剂固体的总重量计以10重量％至60重量％、20重量％至60重量％、诸如30重量％至60重量％、诸如10重量％至50重量％、诸如15重量％至40重量％、诸如20重量％至30重量％、诸如35重量％至35重量％的量存在于浆料组合物中。
粘结剂通常具有以粘结剂分散体的总重量计30重量％至80重量％、诸如40重量％至70重量％的树脂固体含量。如本文所用，术语“树脂固体”可与“粘结剂固体”同义地使用且包括含氟聚合物、加成聚合物以及(若存在)助粘剂及单独添加的交联剂。如本文所用，术语“粘结剂分散体”是指粘结剂固体于液体介质中的分散体。含氟聚合物可以40重量％至96重量％、诸如50重量％至90重量％的量存在于粘结剂中；加成聚合物可以2重量％至20重量％、诸如5重量％至15重量％的量存在；助粘剂可以10重量％至60重量％、20重量％至60重量％、诸如30重量％至60重量％、诸如10重量％至50重量％、诸如15重量％至40重量％、诸如20重量％至30重量％、诸如35重量％至35重量％的量存在于浆料组合物中；且单独添加的交联剂可以至多15重量％、诸如1重量％至15重量％的量存在，该重量％是以粘结剂固体的总重量计。液体介质可按粘结剂分散体的总重量计以20重量％至70重量％、诸如30重量％至60重量％的量存在于粘结剂分散体中。
粘结剂固体可按浆料的总固体重量计以1重量％至20重量％、诸如1重量％至10重量％、诸如5重量％至10重量％的量存在于浆料中。
本发明的浆料组合物可任选地进一步包含导电试剂。导电试剂的非限制性实例包括含碳材料，诸如活性碳、诸如乙炔黑及炉黑的炭黑、石墨、石墨烯、碳纳米管、碳纤维、富勒烯及其组合。导电材料也可包含具有高表面积的任何活性碳，诸如大于100m2/g的BET表面积。如本文所用，术语“BET表面积”是指根据基于期刊“The Journal of the AmericanChemical Society”,60,309(1938)中描述的Brunauer-Emmett-Teller方法的ASTM D3663-78标准通过氮吸附测定的比表面积。在一些实例中导电碳可具有100m2/g至1,000m2/g、诸如150m2/g至600m2/g、诸如100m2/g至400m2/g、诸如200m2/g至400m2/g的BET表面积。在一些实例中，导电碳可具有约200m2/g的BET表面积。适合导电碳材料为可购自Cabot公司的LITX 200。导电碳材料可按浆料的总固体重量计以2至20重量％、通常5至10重量％的量存在于浆料中。
导电试剂可按浆料的总固体重量计以1重量％至20重量％、诸如5重量％至10重量％的量存在于浆料中。
浆料组合物可呈包含各自如上文所描述的粘结剂、电化学活性材料及导电材料的电极浆料组合物形式。电极浆料可包含以上文所描述的量存在于浆料组合物中的此类材料。举例而言，电极浆料组合物可包含：以45重量％至98重量％、诸如70重量％至98重量％、45重量％至95重量％、和70重量％至95重量％的量存在的电化学活性材料；以1重量％至20重量％、诸如1重量％至10重量％、诸如5重量％至10重量％的量存在的粘结剂；以及以1重量％至20重量％、诸如5重量％至10重量％的量存在的导电试剂，该重量％以电极浆料组合物的总固体重量计。
包含液体介质、电化学活性材料、导电材料、粘结剂分散体(其可包括单独添加的交联剂)、额外液体介质(若需要)及任选成分的电极浆料组合物可通过合并该成分以形成浆料来制备。这些物质可通过用诸如搅拌机、珠磨机或高压均质机的已知手段搅动而混合在一起。
关于用于制造电极浆料组合物的混合及搅动，应选择能够搅拌该组分的混合器以便满足令人满意的分散条件。分散程度可用粒子量规(particle gauge)测量，且优选地进行混合及分散以确保不存在100微米或更大的聚结物。符合此条件的混合器的实例包括球磨机、砂磨机、颜料分散器、研磨机、挤出机、转子定子、练泥机、超声波分散器、均质机、行星混合器、Hobart混合器及其组合。
浆料组合物可具有至少30重量％、诸如至少40重量％、诸如至少50重量％、诸如至少55％、诸如至少60％、诸如至少65％、诸如至少71％、诸如至少75％的固体含量，且可不大于90重量％、诸如不大于85重量％、诸如不大于75重量％，该重量％以浆料组合物的总重量计。浆料组合物可具有以浆料组合物的总重量计30重量％至90重量％、诸如40重量％至85重量％、诸如50重量％至85重量％、诸如55重量％至85重量％、诸如60重量％至85重量％、诸如65重量％至85重量％、诸如71重量％至85重量％、诸如75重量％至85重量％的固体含量。
本发明还涉及一种电极，其包含集电器及形成于集电器上的薄膜，其中薄膜是由上文所描述的电极浆料组合物沉积。电极可为正电极或负电极，且可通过将上文所描述的浆料组合物涂覆至集电器的表面以形成涂布膜及随后干燥及/或固化涂布膜来制造。涂布膜可具有1至500微米(μm)、诸如1至150μm、诸如25至150μm、诸如30至125μm的厚度。涂布膜可包含交联涂层。集电器可包含导电材料，且导电材料可包含诸如铁、铜、铝、镍及其合金的金属以及不锈钢。举例而言，集电器可包含呈网、薄片或箔形式的铝或铜。尽管集电器的形状及厚度不受特别限制，但集电器可具有约0.001至0.5mm的厚度，诸如具有约0.001至0.5mm的厚度的网、薄片或箔。
可在沉积浆料组合物之前用预处理组合物预处理集电器。如本文所用，术语“预处理组合物”是指在与集电器接触后与集电器表面反应并在化学上改变集电器表面且与集电器表面结合以形成保护层的组合物。预处理组合物可为包含IIIB族及/或IVB族金属的预处理组合物。如本文所用，术语“IIIB族及/或IVB族金属”是指如例如Handbookof Chemistryand Physics,第63版(1983)中所展示的CAS元素周期表的IIIB族或IVB族中的元素。适用时，可使用金属本身，然而也可使用IIIB族及/或IVB族金属化合物。如本文所用，术语“IIIB族或IVB族金属化合物”是指包括CAS元素周期表的IIIB族或IVB族中的至少一个元素的化合物。用于预处理集电器的适合预处理组合物及方法描述于美国专利第9,273,399号第4栏第60行至第10栏第26行中，其引用部分以引用的方式并入本文中。预处理组合物可用以处理用于产生正电极或负电极的集电器。
将浆料组合物涂覆至集电器的方法不受特别限制。浆料组合物可通过刮刀涂布、浸涂、反向辊涂、直接辊涂、凹版涂布、挤压涂布、浸涂或刷涂来涂覆。尽管浆料组合物的涂覆量不受特别限制，但在移除液体介质之后形成的涂层的厚度可为至少1微米，诸如1至150微米(μm)、诸如25至150μm、诸如30至125μm。
若适用，可在涂覆后例如通过在高温(诸如至少50℃、诸如至少60℃、诸如50至145℃、诸如60至120℃、诸如65-110℃)下加热进行涂布膜的干燥及/或交联。加热时间将或多或少视温度而定。通常，较高温度需要较少固化时间。通常，固化时间为至少5分钟，诸如5至60分钟。温度及时间应足以使得固化薄膜中的分散剂交联(若适用)，即，使共价键形成于分散剂聚合物链上的共反应性基团之间，诸如羧酸基及羟基以及氨基塑料的N-羟甲基及/或N-羟甲基醚基、封端的异氰酸酯交联剂的异氰酸酯基，或在自固化分散剂的情况下，N-烷氧基甲基酰胺或封端异氰酸基。固化或交联程度可以对诸如甲基乙基酮(MEK)的溶剂的阻抗的形式测量。如ASTM D-540293中所描述执行测试。报导双重摩擦(一次来回运动)的数目。此测试常常被称作“MEK阻抗”。因此，分散剂及交联剂(包含自固化分散剂及具有单独添加的交联剂的分散剂)与粘结剂组合物分离、沉积为薄膜且以加热粘结剂薄膜的温度及时间加热。随后使用所报导数目的双重摩擦测量薄膜的MEK阻抗。因此，交联分散剂将具有至少50次双重摩擦(诸如至少75次双重摩擦)的MEK阻抗。同样地，交联分散剂对于下文提及的电解质的溶剂可为实质上耐溶剂的。干燥涂布膜的其他方法包括环境温度干燥、微波干燥及红外线干燥，且固化涂布膜的其他方法包括电子束固化及UV固化。
在锂离子蓄电装置的放电期间，锂离子可从负电极释放且将电流携载至正电极。此过程可包括被称为脱嵌的过程。在充电期间，锂离子从正电极中的电化学活性材料迁移至负电极，该锂离子在负电极处嵌入存在于负电极中的电化学活性材料中。此过程可包括被称为嵌入的过程。
本发明还涉及一种蓄电装置。根据本发明的蓄电装置可通过使用由本发明的电极浆料组合物制备的以上电极来制造。蓄电装置包含电极、对电极及电解质。电极、对电极或两者可包含本发明的电极，只要一个电极为正电极且一个电极为负电极即可。根据本发明的蓄电装置包括电池、蓄电池、电池组、二次电池、电容器及超级电容器。
蓄电装置包括电解溶液，且可通过使用诸如分隔件的部件根据常用方法制造。作为更特定的制造方法，将负电极及正电极与其间的分隔件组装在一起，根据蓄电池的形状卷起或弯曲所得组合件且放入蓄电池容器中，将电解溶液注入蓄电池容器中，且密封蓄电池容器。蓄电池的形状可如同硬币、按钮或薄片，圆柱形、正方形或扁平的。
电解溶液可为液体或凝胶，且可有效地用于蓄电池的电解溶液可根据负电极活性材料及正电极活性材料的类型选自用于蓄电装置中的已知电解溶液。电解溶液可为含有溶解于适合溶剂中的电解质的溶液。电解质可为用于锂离子二次电池的常规锂盐。锂盐的实例包括LiClO4、LiBF4、LiPF6、LiCF3CO2、LiAsF6、LiSbF6、LiB10Cl10、LiAlCl4、LiCl、LiBr、LiB(C2H5)4、LiB(C6H5)4、LiCF3SO3、LiCH3SO3、LiC4F9SO3、Li(CF3SO2)2N、LiB4CH3SO3Li及CF3SO3Li。用于溶解以上电解质的溶剂不受特别限制，且其实例包括：碳酸酯化合物，诸如碳酸亚丙酯、碳酸亚乙酯、碳酸亚丁酯、碳酸二甲酯、碳酸甲基乙酯及碳酸二乙酯；内酯化合物，诸如γ-丁基内酯；醚化合物，诸如三甲氧基甲烷、1,2-二甲氧基乙烷、二乙醚、2-乙氧乙烷、四氢呋喃及2-甲基四氢呋喃；以及亚砜化合物，诸如二甲亚砜。电解质于电解溶液中的浓度可为0.5至3.0摩尔/升，诸如0.7至2.0摩尔/升。
如本文中所用，术语“聚合物”广泛地指低聚物以及均聚物及共聚物二者。术语“树脂”可与“聚合物”互换使用。
除非另有明确指示，术语“丙烯酸系”及“丙烯酸酯”可互换使用(除非如此会改变所意欲的含义)，且包括丙烯酸、酸酐及其衍生物，诸如其C1-C5烷基酯、低碳数烷基经取代丙烯酸(例如C1-C2经取代丙烯酸，诸如甲基丙烯酸、2-乙基丙烯酸等)及其C1-C4烷基酯。术语“(甲基)丙烯酸”或“(甲基)丙烯酸酯”意欲涵盖所指示材料(例如(甲基)丙烯酸酯单体)的丙烯酸/丙烯酸酯及甲基丙烯酸/甲基丙烯酸脂形式。术语“(甲基)丙烯酸系聚合物”是指由一种或多种(甲基)丙烯酸系单体制备的聚合物。
如本文所用，分子量是使用聚苯乙烯标准物通过凝胶渗透层析法测定。除非另有指示，否则分子量是基于重量平均值。
如本文所用，术语“玻璃化转变温度”为根据T.G.Fox,Bull.Am.Phys.Soc.(Ser.II)1,123(1956)及J.Brandrup,E.H.Immergut,Polymer Handbook第3版,JohnWiley,New York,1989基于单体电荷的单体组成通过Fox的方法计算的玻璃化转变温度的理论值。
如本文所用，除非另外定义，否则术语实质上不含意指组分以浆料组合物的总重量计以低于5重量％的量存在(即使有的话)。
如本文所用，除非另外定义，否则术语基本上不含意指组分以浆料组合物的总重量计以低于1重量％的量存在(即使有的话)。
如本文所用，除非另外定义，否则术语完全不含意指组分不存在于浆料组合物中，即以浆料组合物的总重量计为0.00重量％。
如本文所用，术语“总固体”是指本发明的浆料组合物的非挥发性组分且特定地不包括液体介质。
如本文所用，“基本上由...组成”包括所列举材料或步骤以及不会实质上影响所要求保护的发明的基本及新颖特征的那些材料或步骤。
如本文所用，术语“由…组成”不包括未列举的任何元素、步骤或成分。
出于详细描述的目的，除非其中明确相反地指定，否则应理解本发明可采用各种替代性变化形式及步骤顺序。此外，除在任何操作实例中或以其他方式指示外，所有数字(诸如表达值、量、百分比、范围、子范围及分数的那些数字)可如同以词“约”开始一般来阅读，即使未明确地呈现该术语也如此。因此，除非有相反指示，否则以下说明书及随附权利要求书中所阐述的数值参数为近似值，其可视通过本发明获得的所需特性而变化。至少，且不试图将等同原则的应用限于权利要求书的范围，各数值参数至少应根据所报导的有效数字的个数且通过应用普通舍入技术来解释。在本文中描述封闭式或开放式数值范围的情况下，数值范围内或所涵盖的所有数字、值、量、百分比、子范围及分数应被视为专门包括在本申请的初始公开内容中且属于该初始公开内容，如同这些数字、值、量、百分比、子范围及分数已在全文中明确写出那样。
尽管阐述本发明的广泛范围的数值范围及参数为近似值，但特定实例中所阐述的数值应尽可能精确地报导。然而，任何数值均固有地含有某些必然由其各个测试测量中所存在的标准偏差造成的误差。
如本文所用，除非另有指示，否则复数术语可涵盖其单数对应物且反之亦然，除非另有指示。举例而言，尽管本文中提及“一”电化学活性材料、“一”含氟聚合物、“一”加成聚合物及“一”导电试剂、“一”助粘剂，但可使用这些组分的组合(即多个(种)这些组分)。另外，在本申请中，除非另外特定陈述，否则使用“或”意指“及/或”，尽管“及/或”可明确地用于某些情况。
如本文所用，“包括”、“含有”及类似术语在本申请的上下文中理解为与“包含”同义，且因此为开放式的且并不排除额外未描述或未列举元素、材料、成分或方法步骤的存在。如本文所用，“由…组成”在本申请的上下文中理解为排除任何未指定元素、成分或方法步骤的存在。如本文所用，“基本上由…组成”在本申请的上下文中理解为包括指定元素、材料、成分或方法步骤，以及“不会实质上影响所描述的以上各者的基本及新颖特征的那些”。尽管已以术语“包含”描述本发明的各种实施例，但基本上由…组成或由...组成的实施例也在本发明的范围内。
如本文所用，术语“在…上”、“至…上”、“涂覆于…上”、“涂覆至…上”、“形成于…上”、“沉积于…上”、“沉积至…上”意指形成、上覆、沉积或提供于表面上但不必接触表面。举例而言，组合物“沉积至基板上”不排除位于可电沉积涂布组合物与基板之间的具有相同或不同组成的一个或多个其他中间涂层的存在。
尽管已详细地描述本发明的特定实施方案，但本领域技术人员应了解，可根据本发明的全部教导对那些细节做出各种修改及替代。因此，所公开的特定布置意指仅是说明性的且并不限制本发明的范围，本发明的范围由随附权利要求书的全部范围及其任何及所有等效物给出。
方面
据称本发明可涵盖上文所描述的特征及实例中的各者及其组合。本发明因此延伸至以下非限制性方面：
1.一种浆料组合物，其包含：
(a)粘结剂，其包含：
(i)分散于液体介质中的包含含氟聚合物的聚合物；及
(ii)包含含有结构单元的加成聚合物的聚合物，该结构单元包含含杂环基烯属不饱和单体的残基；以及以下中的至少一者：
(b1)电化学活性材料，及
(b2)导电试剂。
2.如方面1的浆料组合物，其中该含杂环基烯属不饱和单体包含环氧官能性烯属不饱和单体、乙烯基吡咯烷酮或其组合。
3.如方面1或2的浆料组合物，其中该加成聚合物进一步包含含有(甲基)丙烯酸甲酯的残基的结构单元。
4.如方面3的浆料组合物，其中该加成聚合物包含含有环氧官能性烯属不饱和单体及(甲基)丙烯酸甲酯的残基的结构单元。
5.如方面4的浆料组合物，其中该加成聚合物包含含有0.1重量％至50重量％的环氧官能性烯属不饱和单体的残基及1重量％至90重量％的(甲基)丙烯酸甲酯的残基的结构单元，该重量％以加成聚合物的总重量计。
6.如方面1至5中任一者的浆料组合物，其中该加成聚合物包含含有乙烯基吡咯烷酮及(甲基)丙烯酸甲酯的残基的结构单元。
7.如方面6的浆料组合物，其中该加成聚合物包含含有1重量％至99重量％的乙烯基吡咯烷酮的残基及1重量％至99重量％的(甲基)丙烯酸甲酯的结构单元，该重量％以加成聚合物的总重量计。
8.如方面1至7中任一者的浆料组合物，其中具有与杂环基有反应性的官能基的化合物通过与杂环基反应接枝至加成聚合物上。
9.如方面8的浆料组合物，其中具有与杂环基有反应性的官能基的化合物包含芳族酸。
10.如方面9的浆料组合物，其中该芳族酸包含β-羟基官能性酸。
11.如方面1至10中任一者的浆料组合物，其中该液体介质包含具有在有机介质中的含氟聚合物的溶解温度下小于10g/min m2的蒸发速率的有机介质。
12.如方面11的浆料组合物，其中该有机介质具有在180℃下大于80g/min m2的蒸发速率。
13.如方面11或12的浆料组合物，其中该有机介质包含丁基吡咯烷酮、诸如磷酸三乙酯的磷酸三烷基酯、1,2,3-三乙酰氧基丙烷、3-甲氧基-N,N-二甲基丙酰胺、乙酰乙酸乙酯、γ-丁内酯、丙二醇甲醚、环己酮、碳酸亚丙酯、己二酸二甲酯、丙二醇甲醚乙酸酯、二元酯(DBE)、二元酯5,4-羟基-4-甲基-2-戊酮、丙二醇二乙酸酯、邻苯二甲酸二甲酯、甲基异戊基酮、丙酸乙酯、1-乙氧基-2-丙醇、二丙二醇二甲醚、饱和及不饱和直链酮及环酮、二异丁酮、乙酸酯、三丙二醇甲醚、二乙二醇乙基醚乙酸酯或其组合。
14.如方面11或12的浆料组合物，其中该有机介质包含主要溶剂及共溶剂，该主要溶剂包含丁基吡咯烷酮、诸如磷酸三乙酯的磷酸三烷基酯、3-甲氧基-N,N-二甲基丙酰胺、1,2,3-三乙酰氧基丙烷或其组合，且该共溶剂包含乙酰乙酸乙酯、γ-丁内酯、丙二醇甲醚、二丙二醇甲醚、丙二醇单丙醚、二乙二醇单丁醚、乙二醇单己醚或其组合。
15.如方面14的浆料组合物，其中该主要溶剂以50重量％至99重量％、诸如65重量％至90重量％、诸如75重量％至85重量％的量存在，且该共溶剂以1重量％至50重量％、诸如10重量％至35重量％、诸如15重量％至25重量％的量存在，其各自以有机介质的总重量计。
16.如方面14或15的浆料组合物，其中该主要溶剂包含诸如磷酸三乙酯的磷酸三烷基酯及共溶剂。
17.如方面14或15的浆料组合物，其中该有机介质包含作为主要溶剂的磷酸三乙酯及作为共溶剂的乙酰乙酸乙酯。
18.如方面11至17中任一者的浆料组合物，其中该加成聚合物通过包含含杂环基烯属不饱和单体的烯属不饱和单体溶解于第二有机介质中的混合物的常规自由基引发溶液聚合来制备。
19.如方面18的浆料组合物，其中用于制备该加成聚合物的第二有机介质与浆料组合物的有机介质相同。
20.如方面1至19中任一者的浆料组合物，其进一步包含不同于该加成聚合物的第二加成聚合物。
21.如方面1至20中任一者的浆料组合物，其中该浆料实质上不含异佛尔酮。
22.如方面1至21中任一者的浆料组合物，其中该浆料实质上不含N-甲基-2-吡咯烷酮。
23.如前述方面中任一者的浆料组合物，其中该导电试剂包含石墨、诸如乙炔黑及炉黑的炭黑、石墨烯、碳纳米管或其组合。
24.如方面1至23中任一者的浆料组合物，其中该导电试剂包含具有100m2/g至1000m2/g的表面积的导电碳材料。
25.如前述方面中任一者的浆料组合物，其中该导电试剂按浆料的总固体重量计以1重量％至20重量％、诸如5重量％至10重量％的量存在于浆料组合物中。
26.如前述方面中任一者的浆料组合物，其中电化学活性材料包含能够并入锂的材料。
27.如方面26的浆料组合物，其中能够并入锂的材料包含LiCoO2、LiNiO2、LiFePO4、LiCoPO4、LiMnO2、LiMn2O4、Li(NiMnCo)O2、Li(NiCoAl)O2、碳涂布LiFePO4或其组合。
28.如方面1至25中任一者的浆料组合物，其中电化学活性材料包含能够进行锂转化的材料。
29.如方面28的浆料组合物，其中能够进行锂转化的材料包含硫、LiO2、FeF2及FeF3、Si、铝、锡、SnCo、Fe3O4或其组合。
30.如方面1至25中任一者的浆料组合物，其中电化学活性材料包含石墨、硅化合物、锡、锡化合物、硫、硫化合物或其组合。
31.如前述方面中任一者的浆料组合物，其中该电化学活性材料按浆料的总固体重量计以45重量％至98重量％、诸如70重量％至98重量％、45重量％至95重量％、和70重量％至95重量％的量存在于浆料组合物中。
32.如前述方面中任一者的浆料组合物，其中该浆料组合物进一步包含助粘剂。
33.如前述方面中任一者的浆料组合物，其中该浆料组合物进一步包含单独添加的交联剂。
34.如前述方面中任一者的浆料组合物，其中该粘结剂固体按浆料的总固体重量计以1重量％至20重量％、诸如1重量％至10重量％、诸如5重量％至10重量％的量存在于浆料组合物中。
35.如方面1至31中任一者的浆料组合物，其中该粘结剂固体按浆料的总固体重量计以1重量％至20重量％、诸如1重量％至10重量％、诸如5重量％至10重量％的量存在于浆料组合物中，且含氟聚合物以40重量％至96重量％、诸如50重量％至90重量％的量存在于粘结剂中；且加成聚合物以2重量％至20重量％、诸如5重量％至15重量％的量存在，该重量％以粘结剂固体的总重量计。
36.如方面33的浆料组合物，其中粘结剂固体按浆料的总固体重量计以1重量％至20重量％、诸如1重量％至10重量％、诸如5重量％至10重量％的量存在于浆料组合物中，且含氟聚合物以40重量％至96重量％、诸如50重量％至90重量％的量存在于粘结剂中；加成聚合物以2重量％至20重量％、诸如5重量％至15重量％的量存在；且单独添加的交联剂可以至多15重量％、诸如1重量％至15重量％的量存在，该重量％是以粘结剂固体的总重量计。
37.如方面32的浆料组合物，其中该粘结剂固体按浆料的总固体重量计以1重量％至20重量％、诸如1重量％至10重量％、诸如5重量％至10重量％的量存在于浆料组合物中，且含氟聚合物以40重量％至96重量％、诸如50重量％至90重量％的量存在于粘结剂中；加成聚合物以2重量％至20重量％、诸如5重量％至15重量％的量存在；且助粘剂以10重量％至60重量％、20重量％至60重量％、诸如30重量％至60重量％、诸如10重量％至50重量％、诸如15重量％至40重量％、诸如20重量％至30重量％、诸如35重量％至35重量％的量存在于浆料组合物中，该重量％是以粘结剂固体的总重量计。
38.如方面33的浆料组合物，其中该粘结剂固体按浆料的总固体重量计以1重量％至20重量％、诸如1重量％至10重量％、诸如5重量％至10重量％的量存在于浆料组合物中，且含氟聚合物以40重量％至96重量％、诸如50重量％至90重量％的量存在于粘结剂中；加成聚合物以2重量％至20重量％、诸如5重量％至15重量％的量存在；助粘剂以10重量％至60重量％、20重量％至60重量％、诸如30重量％至60重量％、诸如10重量％至50重量％、诸如15重量％至40重量％、诸如20重量％至30重量％、诸如35重量％至35重量％的量存在于浆料组合物中；且单独添加的交联剂可以至多15重量％、诸如1重量％至15重量％的量存在，该重量％是以粘结剂固体的总重量计。
39.一种电极，其包含：
(a)集电器；以及
(b)形成于集电器上的薄膜，其中该薄膜是由前述方面中任一者的浆料组合物沉积。
40.如方面39的电极，其中该集电器(a)包含呈网、薄片或箔形式的铜或铝。
41.如方面39或40的电极，其中该电极包含正电极。
42.如方面39或40的电极，其中该电极包含负电极。
43.如方面39至42中任一者的电极，其中该薄膜经交联。
44.如方面39至43中任一者的电极，其中该集电器经预处理组合物预处理。
45.如方面39至44中任一者的电极，其中该薄膜的厚度为至少1μm，诸如1至500μm、诸如1至150μm、诸如25至150μm、诸如30至125μm。
46.一种蓄电装置，其包含：
(a)如方面39至45中任一者的电极；
(b)对电极；以及
(c)电解质。
47.如方面46的蓄电装置，其中该电解质(c)包含溶解于溶剂中的锂盐。
48.如方面46的蓄电装置，其中该锂盐溶解于有机碳酸酯中。
49.如方面46至48中任一者的蓄电装置，其中该蓄电装置包含电池。
50.如方面46至48中任一者的蓄电装置，其中该蓄电装置包含电池组。
51.如方面46至48中任一者的蓄电装置，其中该蓄电装置包含二次电池。
52.如方面46至48中任一者的蓄电装置，其中该蓄电装置包含电容器。
53.如方面46至48中任一者的蓄电装置，其中该蓄电装置包含超级电容器。
以下实施例说明本发明，然而该实施例不应视为限制本发明的细节。除非另有指示，否则以下实施例中以及本说明书通篇中的所有份数及百分比均以重量计。
实施例
实施例1
如下制备(甲基)丙烯酸系共聚物分散剂：向四颈圆底烧瓶添加375.4g磷酸三乙酯(TEP)，且烧瓶设置有机械搅拌叶片、热电偶及回流冷凝器。将含有TEP溶剂的烧瓶在氮气氛围下加热至120℃的设定点。使含有228.2g甲基丙烯酸甲酯(MMA)、215.7g丙烯酸2-乙基己酯(EHA)、58.4g丙烯酸乙酯(EA)、58.4g N-乙烯基吡咯烷酮(NVP)、11.5g丙烯酸羟乙酯(HEA)及11.5g甲基丙烯酸(MAA)的单体溶液在单独的容器中充分混合。制备12.9g过氧化2-乙基己基碳酸叔戊酯(Trigonox 131，可购自AkzoNobel)及61.1g TEP的溶液且历时185分钟添加至烧瓶中。在开始添加引发剂溶液之后五分钟，开始添加单体溶液且历时180分钟将单体溶液添加至烧瓶。在引发剂及单体进料两者完成后，用14.4g TEP冲洗单体加料漏斗。随后，历时60min添加4.3g Trigonox 131及61.1g TEP的另一溶液。在此第二引发剂进料完成后，用57.9g TEP冲洗引发剂加料漏斗。随后将反应混合物保持在120℃下60分钟。在保持60分钟后，将反应混合物冷却且倒入适合容器中。反应产物的最终测量固体含量经测定为51.02重量％。
在每一分散剂实施例中通过以下程序测量分散剂组合物的固体含量。使用分析天平称量来自Fisher Scientific的铝称量盘。空盘的重量记录至小数点后四位。将大约0.5g分散剂及3.5g丙酮添加至称重盘。盘及分散剂溶液的重量记录至小数点后四位。将含有分散剂溶液的盘放置于实验室烘箱中，将烘箱温度设定为110℃且干燥1小时。使用分析天平称量称重盘及经干燥分散剂。盘及经干燥分散剂的重量记录至小数点后四位。使用以下等式测定固含量：固体％＝100×[(盘及干燥分散剂的重量)-(空盘的重量)]/[(盘及分散剂溶液的重量)-(空盘的重量)]。
实施例2
如下制备粘结剂：向塑料杯添加磷酸三乙酯(41.67g)及实施例1的分散剂(26.89g)。用分散叶片搅拌混合物直至丙烯酸系彻底地并入溶剂中为止。随后，历时30至60分钟缓慢添加聚偏二氟乙烯聚合物(31.59g来自Inner Mongolia 3F WanhaoFluorochemical Co.,Ltd.的PVDF T-1)，同时用分散叶片搅拌直至PVDF完全并入混合物中为止。此浆料的经测量总非挥发物含量为45.24重量％。
通过以下程序测量除分散剂组合物外的所有组合物的固体含量。使用分析天平称量来自Fisher Scientific的铝称量盘。空盘的重量记录至小数点后四位。将大约1g分散体添加至称重盘。盘及湿润分散体的重量记录至小数点后四位。将含有浆料的盘放置于实验室烘箱中，将烘箱温度设定为120℃且干燥1小时。使用分析天平称量称重盘及经干燥分散体。盘及经干燥浆料的重量记录至小数点后四位。使用以下等式测定固含量：固体％＝100×[(盘及干燥分散体的重量)-(空盘的重量)]/[(盘及湿润分散体的重量)-(空盘的重量)]。
实施例3
如下制备电极浆料：向塑料杯添加磷酸三乙酯(14.83g)及来自实施例2的粘结剂(2.15g)。分2份添加导电碳LITX200(Cabot公司)(0.72g)，于双不对称离心混合器中以2000rpm将每一依序掺混物混合5分钟。分2份添加阴极活性粉末NMC 111(EQ-Lib-LNCM111，MTI公司)(22.33g)，于双不对称离心混合器中以2000rpm将每一依序掺混物混合5分钟以产生经配制浆料。此浆料的总非挥发物含量为60.0重量％。NMC111：碳：粘结剂干燥固体的最终比率为93:3:4。
通过使用刮刀刮涂此经配制浆料而在铝箔上制备湿膜。将此湿膜在烘箱中加热至120℃的最高温度持续至少10分钟。冷却后，根据使用测微器的五次测量测定干膜平均厚度为106微米。将干膜压延至87微米的薄膜厚度。使用90度剥离强度测试设备(Mark 10，ESM303)测试所得薄膜的粘附力。简言之，用双面胶带使涂布侧向下将经涂布的箔附接至刚性板，且将下伏铝基板附接到测力计的垂直穿过的十字头上。如此进行测试，干膜展现7.9N/m的90度剥离强度。
在25℃下用50mm锥板流变仪测量浆料的粘度概况。在剪切速率0.1、1、10、100及1000秒(S)-1下的粘度分别为2040、1350、880、599及427厘泊。除非另有指示，否则在25℃下获取所有实施例的粘度测量值。
实施例4A
如下制备缩水甘油基官能性分散剂：向四颈圆底烧瓶添加552.6g磷酸三乙酯(TEP)，且烧瓶设置有机械搅拌叶片、热电偶及回流冷凝器。将含有TEP溶剂的烧瓶在氮气氛围下加热至120℃的设定点。使含有336g MMA、285.3g EHA、134.9g EA、85.9g GMA及17gHEA的单体溶液在适合容器中充分混合。制备19g Trigonox 131及89.9g TEP的溶液且历时185分钟添加至烧瓶中。在开始添加引发剂溶液之后五分钟，开始添加单体溶液且持续180分钟。在引发剂及单体进料两者完成后，用21.2g TEP冲洗单体加料漏斗。随后，历时60min添加6.4g Trigonox 131及90g TEP的另一溶液。在此第二引发剂进料完成后，用85.2g TEP冲洗引发剂加料漏斗。随后将反应混合物保持在120℃下60分钟。在保持60分钟后，将反应混合物冷却且倒入适合容器中。树脂的最终测量固体含量经测定为50.57重量％。
实施例4B
使实施例4A的缩水甘油基官能性分散剂与如下制备的β羟基官能性酸后反应：四颈圆底烧瓶经装备有机械搅拌叶片、热电偶及回流冷凝器。然后，将具有2,826的经测量环氧当量(EEW)的525g实施例4A的缩水甘油基官能性分散剂分散体添加至烧瓶，随后添加31.2g3-羟基-2-萘甲酸、31.1g磷酸三乙酯(TEP)及0.126g苯甲基二甲胺。在氮气氛围下将烧瓶加热至110℃的设定点。在保持于110℃下2小时之后，将反应物加热至140℃。将反应温度维持在140℃下直至树脂的酸值经测量小于1为止。在保持于140℃下6小时之后，酸值经测量为0.55，且将反应物冷却且倒入适合容器中。树脂的最终测量固体含量经测定为50.56重量％。
实施例5
如下制备粘结剂：向塑料杯添加磷酸三乙酯(61.05g)、乙酰乙酸乙酯(8.25g)及实施例4的分散剂(26.70g)。用分散叶片搅拌混合物直至丙烯酸系聚合物彻底地并入溶剂中为止。随后，历时30至60分钟缓慢添加来自Inner Mongolia 3F Wanhao FluorochemicalCo.,Ltd.的PVDF T-1(56.41g)，同时用分散叶片搅拌直至PVDF完全并入混合物中为止。此浆料的经测量总非挥发物含量为45.86重量％。
实施例6
如下制备助粘剂溶液：向玻璃容器添加磷酸三乙酯(614.25g)，随后在搅拌的同时于加热板上加热至大约60℃。随后，历时30至60分钟缓慢添加助粘剂(27.00g，可购自Solvay的Solef 5130)，同时用磁性搅拌棒搅拌直至PVDF完全溶解为止。此浆料的经测量总非挥发物含量为4.20重量％。
如下制备电极浆料：向塑料杯添加磷酸三乙酯(5.93g)，分2份添加来自实施例5的粘结剂(2.44g)、上文所描述的助粘剂溶液(6.68g)及导电碳LITX200(1.06g)，于双不对称离心混合器中以1000rpm将每一依序掺混物混合5分钟。随后分2份添加阴极活性粉末NMC111(32.56g，EQ-Lib-LNCM111，MTI公司)，于双不对称离心混合器中以1000rpm将每一依序掺混物混合5分钟以产生经配制浆料。此浆料的总非挥发物含量为70.0％。NMC111：碳：粘结剂干燥固体的最终比率为93:3:4。
通过使用刮刀刮涂此经配制浆料而在预清洁铝箔上制备湿膜。将此湿膜在烘箱中加热至少20分钟至90℃的最高温度。冷却后，根据使用测微器的五次测量测定干膜平均厚度为112微米。将干膜压延至97微米的薄膜厚度且展现114.2N/m的90度剥离强度，该剥离强度使用实施例3中所描述的方法测量。
在25℃下用50mm锥板流变仪测量浆料的粘度概况。在剪切速率0.1、1、10、100及1000S-1下的粘度分别为214000、52800、19600、9040及1680厘泊。
实施例7
如下制备(甲基)丙烯酸系共聚物分散剂：在四颈圆底烧瓶中添加552.6g磷酸三乙酯(TEP)，且烧瓶设置有机械搅拌叶片、热电偶及回流冷凝器。将含有TEP溶剂的烧瓶在氮气氛围下加热至120℃的设定点。使含有232g MMA、257.7g EHA、137.7g EA、214.8g GMA及17gHEA的单体溶液在适合容器中充分混合。制备19g Trigonox 131及89.9g TEP的溶液且历时185分钟添加至烧瓶中。在开始添加引发剂溶液之后五分钟，开始添加单体溶液且持续180分钟。在引发剂及单体进料两者完成后，用21.2g TEP冲洗单体加料漏斗。随后，历时60min添加6.4g Trigonox 131及90g TEP的另一溶液。在此第二引发剂进料完成后，用85.2g TEP冲洗引发剂加料漏斗。随后将反应混合物保持在120℃下60分钟。在保持60分钟后，将反应混合物冷却且倒入适合容器中。反应产物的最终测量固体含量经测定为50.88重量％。
实施例8
如下制备粘结剂：向塑料杯添加磷酸三乙酯(69.57g)及实施例7的分散剂(26.55g)。用分散叶片搅拌混合物直至丙烯酸系彻底地并入溶剂中为止。随后，历时30至60分钟缓慢添加来自Inner Mongolia 3F Wanhao Fluorochemical Co.,Ltd.的PVDF T-1(54.53g)，同时用分散叶片搅拌直至PVDF完全并入混合物中为止。经测量总非挥发物含量为44.36重量％。
实施例9
如下制备电极浆料：向塑料杯添加磷酸三乙酯(16.02g)及来自实施例8的粘结剂(3.69g)。分两份添加导电碳LITX200(Cabot公司)(1.27g)，于双不对称离心混合器中以1000rpm将每一依序掺混物混合5分钟。分两份添加阴极活性粉末NMC 111(EQ-Lib-LNCM111，可购自MTI公司)(39.10g)，于双不对称离心混合器中以1000rpm将每一依序掺混物混合5分钟以产生经配制浆料。此浆料的总非挥发物含量为70.0重量％。NMC111：碳：粘结剂干燥固体的最终比率为93:3:4。
通过使用刮刀刮涂此经配制浆料而在铝箔上制备湿膜。将此湿膜在烘箱中加热至少20分钟至90℃的最高温度。冷却后，根据使用测微器的五次测量测定干膜平均厚度为104微米。将干膜压延至75微米的薄膜厚度且展现23.0N/m的90度剥离强度，该剥离强度使用实施例3中所描述的方法测量。
实施例10
如下制备丙烯酸系共聚物分散剂：在四颈圆底烧瓶中添加375.4g磷酸三乙酯(TEP)，且烧瓶设置有机械搅拌叶片、热电偶及回流冷凝器。将含有TEP溶剂的烧瓶在氮气氛围下加热至120℃的设定点。使含有228.2g MMA、175.3g EHA、157g EA、11.5g HEA及11.5gMAA的单体溶液在单独的容器中充分混合。制备12.9g Trigonox 131及61.1g TEP的溶液且历时185分钟添加至烧瓶中。在开始添加引发剂溶液之后五分钟，开始添加单体溶液且持续180分钟。在引发剂及单体进料两者完成后，用14.4g TEP冲洗单体加料漏斗。随后，历时60min添加4.3g Trigonox 131及61.1g TEP的另一溶液。在此第二引发剂进料完成后，用57.9g TEP冲洗引发剂加料漏斗。随后将反应混合物保持在120℃下60分钟。在保持60分钟后，将反应混合物冷却且倒入适合容器中。反应产物的最终测量固体经测定为50.50重量％。
实施例11
如下制备粘结剂：将34.75g实施例10的分散剂、24.50g实施例1的分散剂、75g磷酸三乙酯及25g乙酰乙酸乙酯添加至1000ml高密度聚乙烯容器。将含有丙烯酸系聚合物及溶剂组分的高密度聚乙烯容器放置于2L水浴中且进行夹持以防止移动。使用2英寸直径的Cowles混合叶轮以500RPM的旋转速率将丙烯酸系及溶剂组分混合5分钟。
历时30分钟将100g来自Inner Mongolia 3F Wanhao Fluorochemical Co.,Ltd.的PVDF T-1逐渐添加至丙烯酸系溶液，同时使用2英寸直径的Cowles混合叶轮以500RPM的旋转速率维持恒定搅动。
随后使用2英寸直径的Cowles混合叶轮在1600RPM下将组分混合40分钟。小心确保浆料温度不会升至40℃以上。
在混合期间，将水浴中的水维持在大约22至25℃下。水浴用于防止纳米粒子分散体在混合期间升温。在整个分散过程中将纳米粒子分散体的温度维持在40℃以下。
分散体的固含量经证实为50重量％。
所得纳米粒子分散体为高固含量及剪切稀化材料，其需要短暂搅动以能够易于在后续使用期间进行处置。
实施例12
如下制备助粘剂溶液：将636g磷酸三乙酯及33.50g乙酰乙酸乙酯添加至2000ml玻璃容器，且使用加热板加热至40℃。将温热的溶剂混合物转移至2000ml高密度聚乙烯容器。使用2英寸直径的Cowles混合叶轮以500RPM的旋转速率将溶剂组分混合5分钟。
历时30分钟将35.75g助粘剂(可购自Solvay的Solef 5130)逐渐添加至温热溶剂，同时使用2英寸直径的Cowles混合叶轮以500RPM的旋转速率维持恒定搅动。
随后使用2英寸直径的Cowles混合叶轮在1600RPM下将组分混合120分钟。
溶液的固含量经证实为5重量％。
实施例13
如下制备溶剂稀释剂：将800g磷酸三乙酯及200g乙酰乙酸乙酯添加至1000ml高密度聚乙烯容器。盖上容器，且随后通过摇动30秒将溶剂混合在一起。
实施例14
如下制备阳极浆料：使用日本Thinky公司制造的双不对称离心混合器型号ARM-310于固持于PTFE配接器中的聚丙烯杯中混合浆料组分。
在制备浆料之前，通过摇动将来自实施例11及12的各个粘结剂组分搅动30秒，直至粘度足够低以便进行分配。
将2.11g实施例11的纳米粒子分散粘结剂及随后的33.97g实施例13的稀释剂添加至250ml聚丙烯混合杯。随后使用双不对称离心混合器在2000RPM下混合组分1分钟。经稀释粘结剂为透明及低粘度的。
将来自Imerys Graphite&Carbon Belgium SA的0.84g Timcal Super P炭黑添加至经稀释的粘结剂溶液。随后使用双不对称离心混合器在500RPM下将组分混合5分钟，随后在2000RPM下混合2分钟。小心确保浆料温度不会升至40℃以上。混合之后，在不进行混合的情况下将于粘结剂溶液中的炭黑保持30分钟，之后继续进行处理。
在以上的30分钟保持期之后，使用双不对称离心混合器在500RPM下将炭黑于粘结剂溶液中混合5分钟。
将来自Dongguan Kaijin New Energy Technology Co.,Ltd的22.22g AML400石墨添加至炭黑及粘结剂的混合物。随后使用双不对称离心混合器在1000RPM下将组分混合2分钟，随后在2000RPM下混合4分钟。小心确保浆料温度不会升至40℃以上。
将另外11.11g AML400石墨添加至石墨、炭黑及粘结剂的混合物。随后使用双不对称离心混合器在1000RPM下将组分混合2分钟，随后在2000RPM下混合4分钟。小心确保浆料温度不会升至40℃以上。
将另外11.11g AML400石墨添加至石墨、炭黑及粘结剂的混合物。随后使用双不对称离心混合器在1000RPM下将组分混合2分钟，随后在2000RPM下混合4分钟。随后使用双不对称离心混合器在1000RPM下将组分混合2分钟，随后在2000RPM下混合2分钟。随后使用双不对称离心混合器在1000RPM下将组分混合2分钟，随后在2000RPM下混合2分钟。小心确保浆料温度不会升至40℃以上。
将6.73g实施例12的助粘剂溶液添加至石墨、炭黑及粘结剂的混合物。随后使用双不对称离心混合器在1000RPM下混合组分2分钟。随后使用双不对称离心混合器在2000RPM(以2分钟递增)下将组分混合28分钟。小心确保浆料温度不会升至40℃以上。
所得浆料的固含量经证实为53重量％。
使用布氏粘度计型号LVDV-I+、使用具有旋转速率2、4、10及20RPM的LV转子组中的3号转子在室温下测量所得浆料的粘度。所测量布氏粘度展示于表1中。
表1
实施例15
如下制备电极：将10微米厚的铜箔的6cm×30cm样品放置至来自MTI公司的AFA-II自动厚膜涂布机上，用丙酮擦拭且随后用异丙醇擦拭。使用具有大约135微米的叶片间隙设定的10cm宽的刮刀将实施例14的阳极浆料的等分试样作为湿润涂层涂覆至经清洁铝箔。
使用具有2.5”直径排气管道及协议3可程序化控制器的Despatch品牌A类实验室箱式烘箱、使用以下斜升及浸泡条件来干燥涂布有湿润阳极涂层的箔：初始设定点为55℃；将经涂布的箔放置至烘箱中；在55℃下保持3分钟；历时1分钟从55℃斜升至70℃；在70℃下保持2分钟；历时4分钟从70℃斜升至90℃；从烘箱取出经涂布的箔。
使用数字测微器来测量箔上的阳极涂层的干膜厚度(DFT)，取六次测量的平均值，且减去未经涂布的箔的厚度以计算仅阳极涂层的厚度。经测量DFT展示于表2中。
使用分析天平称量经涂布箔的九平方厘米面积。箔及经干燥浆料涂层的重量记录至小数点后四位。也使用分析天平称量未经涂布的箔的九平方厘米面积。未经涂布的箔的重量记录至小数点后四位。通过由经涂布箔的重量减去未经涂布的箔的重量来计算经干燥涂层的重量。
通过用经涂布箔的面积(九平方厘米)乘以涂层的平均测量厚度来测定涂层的经测量体积。基于阳极涂层的经测量体积、阳极涂层的经测量质量、阳极的组成及阴极组分的已知密度来计算干燥的经涂布箔的孔隙率。经涂布的阳极涂层的所计算孔隙率展示于表2中。
随后使用具有8英寸直径的辊及0.2米/分钟的线速度的IMC压延机将干燥的经涂布箔压制至35％的目标孔隙率。使用数字测微器测量的经压延至35％孔隙率的阴极涂层的经压制薄膜厚度(PFT)展示于表3中。
使用五边形心轴弯曲测试设备及使用FTMS No.141,Method 6221,Flexibility中详述的测试方法用1/8英寸半径的心轴来检验经压延薄膜的挠性。若使用1/8英寸半径的心轴观测到失效，则使用较大半径心轴测试未测试区域直至观测不到失效为止，且标记首先观测到合格的半径。五边形心轴弯曲测试设备具有1/8、1/4、3/8、1/2、5/8、3/4及1英寸的测试半径。
使用以下程序测定经压延薄膜的剥离强度：首先，安装经压制阳极涂布箔的样品。使用12.7mm宽的3MTM双面涂布胶带444的单面将双面涂布胶带的四个大约100mm长的截段(piece)分别粘附至四个单独的钢板。由经压制阳极涂布箔切割宽大约14至15mm及长大约140至160mm的四个条带。随后将四个条带中的每一者粘附于钢板上的双面涂布胶带的另一面，使得箔的阳极涂布侧接触胶带且也使得约40至60mm的经压制阳极涂布箔仍然自由且未经粘附。将一个1/4英寸大小的装订夹夹至经压制阳极涂布箔的自由且未经粘附端。其次，将首先安装的箔放置至装配有系列5先进数字测力计(型号M5-5)、型号DC4060数字控制面板及型号G1045 90度剥离夹具的ESM303电动拉伸/压缩测试架的样品载台上。以磁性方式将安装的箔保持于适当位置，且将装订夹附接到测力计的取样夹具。第三，以0.2s的采样率及50毫米/分钟的剥离速率测量经压制阳极涂层的剥离强度，以提供600次测量的平均值。使用pc上的MESURTM量规软件收集剥离强度数据。针对剩余三个条带重复该安装及测量步骤。分析四个条带的数据以测定展示于表3中的以N/m计的平均剥离强度及剥离强度的标准偏差。还在视觉上评定经剥离箔的失效模式且将其标注为“粘附/干净的”或“粘附/脏的”或“内聚的”或“混合的”，使得“粘附/干净的”为涂层自箔的粘附失效，留下大部分干净的箔；“粘附/脏的”也为涂层自箔的基本上粘附失效，留下具有涂层的一些稍微可观测的覆盖的箔；“内聚的”失效为大部分涂层内的涂层分离；且“混合的”为经测量样品区域上的以上变化的某一组合。
表2
表3
PFT(μm) 剥离强度(N/m)
48 4.8±0.8
实施例16
如下制备阴极浆料：使用日本Thinky公司制造的双不对称离心混合器型号ARM-310于固持于PTFE配接器中的聚丙烯杯中混合浆料组分。
在制备浆料之前，通过摇动将来自实施例11及12的各个粘结剂组分搅动30秒，直至粘度足够低以便进行分配。
将4.524g实施例11的纳米粒子分散粘结剂及随后的42.24g实施例13的稀释剂添加至250ml聚丙烯混合杯。随后使用双不对称离心混合器在2000RPM下混合组分1分钟。经稀释粘结剂为透明及低粘度的。
将来自Imerys Graphite&Carbon Belgium SA的2.81g Timcal Super P炭黑添加至经稀释的粘结剂溶液。随后使用双不对称离心混合器在1000RPM下混合组分5分钟。小心确保浆料温度不会升至40℃以上。混合之后，在不进行混合的情况下将在粘结剂溶液中的炭黑保持5分钟，之后继续进行处理。
在以上的5分钟保持期之后，将来自Johnson Matthey的15g Phostech P2磷酸锂铁(LFP)添加至炭黑及粘结剂的混合物。随后使用双不对称离心混合器在500RPM下将组分混合5分钟，随后在1500RPM下混合5分钟。小心确保浆料温度不会升至40℃以上。
将另外15g Phostech P2 LFP添加至LFP、炭黑及粘结剂的混合物。随后使用双不对称离心混合器在500RPM下将组分混合5分钟，随后在1500RPM下混合5分钟。小心确保浆料温度不会升至40℃以上。
将另外11.28g Phostech P2 LFP添加至LFP、炭黑及粘结剂的混合物。随后使用双不对称离心混合器在500RPM下将组分混合5分钟，随后在1000RPM下混合5分钟。小心确保浆料温度不会升至40℃以上。混合之后，在不混合的情况下将浆料保持10分钟，之后继续进行处理。
将11.165g实施例12的助粘剂溶液添加至LFP、炭黑及粘结剂的混合物。随后使用双不对称离心混合器在1000RPM下混合组分5分钟。在不混合的情况下将浆料保持5分钟，之后继续进行处理。随后使用双不对称离心混合器在500RPM下混合组分20分钟。小心确保浆料温度不会升至40℃以上。混合之后，在不混合的情况下将浆料保持10分钟，之后继续进行处理。
随后使用双不对称离心混合器在500RPM下将组分混合20分钟，随后在1000RPM下混合5分钟。小心确保浆料温度不会升至40℃以上。
所得浆料的固含量经证实为46重量％。
使用布氏粘度计型号LVDV-I+、使用具有旋转速率20RPM的LV转子组中的3号转子来测量所得浆料的粘度。紧接在混合之后(第1天)、在两天后(第3天)、在九天后(第10天)及在十三天后(第14天)测量粘度。所测量布氏粘度展示于表4中。
实施例17
如下制备电极：将15微米厚的铝箔的6cm×30cm样品放置至来自MTI公司的AFA-II自动厚膜涂布机上，用丙酮擦拭且随后用异丙醇擦拭。使用具有大约125微米的叶片间隙设定的10cm宽的刮刀将实施例16的阴极浆料的等分试样作为湿润涂层涂覆至经清洁铝箔。
使用具有2.5”直径排气管道及协议3可程序化控制器的Despatch品牌A类实验室箱式烘箱、使用以下斜升及浸泡条件来干燥涂布有湿润阴极涂层的箔：初始设定点为55℃；将经涂布的箔放置至烘箱中；在55℃下保持3分钟；历时1分钟从55℃斜升至70℃；在70℃下保持2分钟；历时4分钟从70℃斜升至90℃；从烘箱取出经涂布的箔。
使用数字测微器来测量箔上的阴极涂层的干膜厚度(DFT)，取六次测量的平均值，且减去未经涂布的箔的厚度以计算仅阴极涂层的厚度。经测量DFT展示于表5中。
使用分析天平称量经涂布箔的九平方厘米区域。箔及经干燥浆料涂层的重量记录至小数点后四位。也使用分析天平称量未经涂布的箔的九平方厘米区域。未经涂布的箔的重量记录至小数点后四位。通过由经涂布箔的重量减去未经涂布的箔的重量来计算经干燥涂层的重量。
通过用经涂布箔的面积(九平方厘米)乘以涂层的平均测量厚度来测定涂层的经测量体积。基于阴极涂层的经测量体积、阴极涂层的经测量质量、阴极的组成及阴极组分的已知密度来计算干燥的经涂布箔的孔隙率。经涂布的阴极涂层的所计算孔隙率展示于表5中。
随后使用具有8英寸直径的辊及0.2米/分钟的线速度的IMC压延机将干燥的经涂布箔压制至35％的目标孔隙率。使用数字测微器测量的经压延至35％孔隙率的阴极涂层的经压制薄膜厚度(PFT)展示于表6中。
如实施例15中一般检验经压延薄膜的挠性。
如实施例15中一般测定经压延薄膜的剥离强度。分析四个条带的数据以测定展示于表6中的以N/m计的平均剥离强度及剥离强度的标准偏差。还在视觉上评定经剥离箔的失效模式且将其标注为“粘附/干净的”或“粘附/脏的”或“内聚的”或“混合的”。
实施例18(比较例)
如下制备常规的在N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)中的PVDF粘结剂溶液：将1141.44gN-甲基吡咯烷酮添加至1加仑金属罐。使用3英寸直径的Cowles混合叶轮以500RPM的旋转速率混合溶剂。历时30分钟将58.56g来自Inner Mongolia 3F Wanhao Fluorochemical Co.,Ltd.的PVDF T-1逐渐添加至溶剂，同时使用3英寸直径的Cowles混合叶轮以500RPM的旋转速率维持恒定搅动。
溶液的固含量经证实为4.9重量％。
实施例19(比较例)
如下制备常规电极浆料：使用日本Thinky公司制造的双不对称离心混合器型号ARM-310于固持于PTFE配接器中的聚丙烯杯中混合浆料组分。
在制备浆料之前，通过摇动将来自比较实施例18的粘结剂组分搅动30秒。
将24.05g比较实施例18的在NMP中的PDVF粘结剂溶液及随后的13.32g NMP添加至250ml聚丙烯混合杯。随后使用双不对称离心混合器在2000RPM下混合组分1分钟。经稀释粘结剂为透明及低粘度的。
将来自Imerys Graphite&Carbon Belgium SA的0.585g Timcal Super P炭黑添加至经稀释的粘结剂溶液。随后使用双不对称离心混合器在1000RPM下混合组分5分钟。
将来自Imerys Graphite&Carbon Belgium SA的另外0.585g Timcal Super P炭黑添加至以上粘结剂及碳的混合物。随后使用双不对称离心混合器在2000RPM下混合组分5分钟。混合之后，在不进行混合的情况下将炭黑/粘结剂溶液保持5分钟，之后继续进行处理。
在以上的5分钟保持期之后，将来自Johnson Matthey的8.575g Phostech P2磷酸锂铁(LFP)添加至炭黑及粘结剂的混合物。随后使用双不对称离心混合器在500RPM下将组分混合5分钟，随后在1500RPM下混合5分钟。
将另外8.575g Phostech P2 LFP添加至LFP、炭黑及粘结剂的混合物。随后使用双不对称离心混合器在500RPM下将组分混合5分钟，随后在2000RPM下混合5分钟。混合之后，在不进行混合的情况下将LFP、炭黑及粘结剂的混合物保持5分钟，之后继续进行处理。
随后使用双不对称离心混合器在2000RPM下混合组分5分钟。混合之后，在不进行混合的情况下将LFP、炭黑及粘结剂的混合物保持5分钟，之后继续进行处理。
随后使用双不对称离心混合器在2000RPM下混合组分5分钟。混合之后，在不进行混合的情况下将LFP、炭黑及粘结剂的混合物保持5分钟，之后继续进行处理。
随后使用双不对称离心混合器在2000RPM下混合组分5分钟。
所得浆料的固含量经证实为35重量％。
使用布氏粘度计型号LVDV-I+、使用具有旋转速率20RPM的LV转子组中的3号转子来测量所得浆料的粘度。紧接在混合之后(第1天)、在两天后(第3天)、在九天后(第10天)及在十三天后(第14天)测量粘度。所测量布氏粘度展示于表4中。
表4
在用于电力电池及能量电池组合物两者的较高涂覆固含量下，对于将粘度控制于用于工业锂离子电池生产中的典型的卷到卷(roll-to-roll)电极涂覆所需的范围内，本发明的粘结剂系统(实施例16)显现相较于在NMP中的PVDF(实施例19)的优势。此优势对于高碳含量电力电池更显著。
相较于在浆料制备的36至48小时内形成不可恢复的凝胶的PVDF/NMP比较例(实施例19)，本发明的粘结剂系统(实施例16)实现储存稳定浆料。在轻轻搅动之后，将浆料粘度保持于用于工业锂离子电池生产中的典型卷到卷电极涂覆所需的范围内，且维持电池耗尽(out-of-cell)性能。
实施例20(比较例)
将15微米厚的铝箔的6cm×30cm样品放置至来自MTI公司的AFA-II自动厚膜涂布机上，用丙酮擦拭且随后用异丙醇擦拭。使用具有大约145微米的叶片间隙设定的10cm宽的刮刀将比较实施例19的阴极浆料的等分试样作为湿润涂层涂覆至经清洁铝箔。
使用具有2.5”直径排气管道及协议3可程序化控制器的Despatch品牌A类实验室箱式烘箱、使用以下斜升及浸泡条件来干燥涂布有湿润阴极涂层的箔：初始设定点为55℃；将经涂布的箔放置至烘箱中；在55℃下保持3分钟；历时1分钟从55℃斜升至70℃；在70℃下保持2分钟；历时4分钟从70℃斜升至90℃；从烘箱取出经涂布的箔。
使用数字测微器来测量箔上的阴极涂层的干膜厚度(DFT)，取六次测量的平均值，且减去未经涂布的箔的厚度以计算仅阴极涂层的厚度。经测量DFT为41微米，如表5中所展示。
使用分析天平称量经涂布箔的九平方厘米区域。箔及经干燥浆料涂层的重量记录至小数点后四位。也使用分析天平称量未经涂布的箔的九平方厘米区域。未经涂布的箔的重量记录至小数点后四位。通过由经涂布箔的重量减去未经涂布的箔的重量来计算经干燥涂层的重量。
通过用经涂布箔的面积(九平方厘米)乘以涂层的平均测量厚度来测定涂层的经测量体积。基于阴极涂层的经测量体积、阴极涂层的经测量质量、阴极的组成及阴极组分的已知密度来计算干燥的经涂布箔的孔隙率。经涂布的阴极涂层的所计算初始孔隙率为60％，如表5中所展示。
随后使用具有加热至80℃的直径为8英寸的辊的IMC压延机以3000psi的压延压力及0.2米/分钟的线速度将干燥的经涂布箔压制至35％的目标孔隙率。使用数字测微器测量的压延至35％孔隙率的阴极涂层的压制薄膜厚度(PFT)为25微米，如表6中所展示。
如实施例15中一般检验经压延薄膜的挠性。
如实施例15中一般测定经压延薄膜的剥离强度。分析四个条带的数据以测定展示于表6中的以N/m计的平均剥离强度及剥离强度的标准偏差。
表5
用本发明的粘结剂系统(实施例17)产生的电极的经涂布及经干燥薄膜特性显现相较于用NMP中的PVDF(实施例20)产生的电极的优势：本发明的粘结剂系统实现用于高容量能量电池的挠性电极，同时维持与PVDF/NMP比较例相当的初始孔隙率。本发明的粘结剂系统实现相较于PVDF/NMP比较例改良的用于高碳含量电力电池的初始孔隙率，同时维持挠性。
表6
*某一内聚失效(＞200N/m)，仅记录粘附失效区域剥离强度
*某一内聚失效(＞100N/m)，仅记录粘附失效区域剥离强度
全部经涂布的电极经压延而无薄膜缺陷或损伤。在穿过涂层对基板进行切割之后进行88-6-6电力电池组合物的剥离强度测量；否则胶带将不能粘附于经压制阴极涂层的表面上。本发明的粘结剂制剂的剥离强度超过NMP比较例及行业最小值且对于圆柱形及方形电池而言是足够的。
实施例21
如下制备(甲基)丙烯酸系共聚物分散剂：在四颈圆底烧瓶中添加375.4g磷酸三乙酯(TEP)，且烧瓶设置有机械搅拌叶片、热电偶及回流冷凝器。将含有TEP溶剂的烧瓶在氮气氛围下加热至120℃的设定点。使含有227.6g MMA、148.2g EHA、126g BA、58.4g甲基丙烯酸乙酰乙酸乙酯(AAEM)、11.5g HEA及11.5g MAA的单体溶液于单独容器中充分混合。制备12.9g Trigonox 131及61.1g TEP的溶液且历时185分钟添加至烧瓶中。在开始添加引发剂溶液之后五分钟，开始添加单体溶液，且历时180分钟添加。在引发剂及单体进料两者完成后，用14.4g TEP冲洗单体加料漏斗。随后，历时60min添加4.3g Trigonox 131及61.1g TEP的另一溶液。在此第二引发剂进料完成后，用57.9g TEP冲洗引发剂加料漏斗。随后将反应物保持在120℃下60分钟。在保持60分钟后，将反应物冷却且倒入适合容器中。树脂的最终测量固体含量经测定为48.82重量％。
实施例22
如下制备粘结剂：向塑料杯添加磷酸三乙酯(68.368g)及实施例21的分散剂(27.685g)。用分散叶片搅拌混合物直至丙烯酸系彻底地并入溶剂中为止。随后，历时30至60分钟缓慢添加来自Inner Mongolia 3F Wanhao Fluorochemical Co.,Ltd.的PVDF T-1(54.300g)，同时用分散叶片搅拌直至PVDF完全并入混合物中为止。此浆料的经测量总非挥发物含量为45.14重量％。
实施例23
如下制备电极浆料：向塑料杯添加磷酸三乙酯(15.936g)及来自实施例22的粘结剂(3.763g)。分2份添加导电碳LITX200(Cabot公司)(1.277g)，于双不对称离心混合器中以1000rpm将每一依序掺混物混合5分钟。分2份添加阴极活性粉末NMC 111(EQ-Lib-LNCM111，MTI公司)(39.07g)，于双不对称离心混合器中以1000rpm将每一依序掺混物混合5分钟以产生经配制浆料。此浆料的总非挥发物含量为70.0重量％。NMC111：碳：粘结剂干燥固体的最终比率为93:3:4。
通过使用刮刀刮涂此经配制浆料而在预清洁铝箔上制备湿膜。将此湿膜在烘箱中加热至90℃的最高温度持续至少10分钟。冷却后，根据使用测微器的五次测量测定干膜平均厚度为51微米。将干膜压延至37微米的薄膜厚度且展现62.15N/m的90度剥离强度，如实施例15中所测量。
在25℃下用50mm锥板流变仪测量浆料的粘度概况。在剪切速率0.1、1、10、100及1000S-1下的粘度分别为2930、1320、743、498及354厘泊。
实施例24
针对加成聚合物分散碳的能力评估该加成聚合物：向玻璃小瓶添加约34.4g TEP及约0.25g加成聚合物。将混合物声波处理或摇晃至溶解。调整加成聚合物及磷酸三乙酯的准确量，使得加成聚合物为溶液的0.402质量％且使得溶液的总质量为34.764g。随后，将1.600g炭黑(Timcal Super P，可购自Imerys SA,Belgium)添加至小瓶，使得碳为溶液的4.400质量％。声波处理或剧烈摇晃混合物以混合碳分散体。使用Anton-Paar MCR302流变仪、使用CC27锥形圆筒及杯式工具(序列号38116)来测量此类混合物的粘度，其中杯及圆筒分别具有28.914mm及26.652mm的直径。在25℃下进行所有粘度测量，且在39.8S-1的剪切速率下测量粘度。将实施例1的包含杂环基的加成聚合物及实施例4B的与酸后反应的包含杂环基的加成聚合物与实施例10中所制备的不包含杂环基的加成聚合物进行比较。结果提供于下表7中。
表7
表7中的结果指示包括杂环官能基的加成聚合物相比不含杂环官能基的加成聚合物更好地分散碳，如通过包括来自实施例1及4B的加成聚合物的碳分散体相较于实施例10的加成聚合物的粘度降低所表明。
本领域技术人员应了解，可在不背离本文中所描述及示例的宽泛的本发明概念的情况下根据以上公开内容做出众多修改及变化。因此，应理解，前述公开内容仅为本申请的各种示例性方面的说明且本领域技术人员可容易地做出在本申请及随附权利要求书的精神及范围的众多修改及变化。

Claims (33)

1.一种浆料组合物，其包含：
(a)电化学活性材料；
(b)粘结剂，其包含：
(i)分散于有机介质中的包含含氟聚合物的聚合物，其中所述有机介质包含至少50重量％的有机溶剂，基于有机介质的总重量；及
(ii)包含含有结构单元的加成聚合物的聚合物，该结构单元包含乙烯基吡咯烷酮及(甲基)丙烯酸甲酯的残基，
其中该浆料组合物实质上不含N-甲基-2-吡咯烷酮。
2.根据权利要求1所述的浆料组合物，其中该结构单元进一步包含环氧官能性烯属不饱和单体的残基。
3.根据权利要求2所述的浆料组合物，其中该加成聚合物包含含有0.1重量％至50重量％的环氧官能性烯属不饱和单体的残基及1重量％至90重量％的(甲基)丙烯酸甲酯的残基的结构单元，该重量％以该加成聚合物的总重量计。
4.根据权利要求1所述的浆料组合物，其中该加成聚合物包含含有1重量％至99重量％的乙烯基吡咯烷酮的残基及1重量％至99重量％的(甲基)丙烯酸甲酯的残基的结构单元，该重量％以该加成聚合物的总重量计。
5.根据权利要求1所述的浆料组合物，其中该加成聚合物包含至少一个杂环基，且具有与该杂环基有反应性的官能基的化合物通过与该杂环基反应接枝至该加成聚合物上。
6.根据权利要求5所述的浆料组合物，其中该具有与该杂环基有反应性的官能基的化合物包含芳族化合物。
7.根据权利要求5所述的浆料组合物，其中该官能基包含硫醇基、氨基、羟基、羧酸基或其组合。
8.根据权利要求1所述的浆料组合物，其中该有机介质具有在分散于该有机介质中的该含氟聚合物的溶解温度下小于10g/min m2的蒸发速率。
9.根据权利要求8所述的浆料组合物，其中该有机介质具有在180℃下大于80g/min m2的蒸发速率。
10.根据权利要求8所述的浆料组合物，其中该有机介质包含丁基吡咯烷酮、磷酸三烷基酯、1,2,3-三乙酰氧基丙烷、3-甲氧基-N,N-二甲基丙酰胺、乙酰乙酸乙酯、γ-丁内酯、丙二醇甲醚或其组合。
11.根据权利要求8所述的浆料组合物，其中该有机介质包含含有磷酸三烷基酯的主要溶剂及共溶剂。
12.根据权利要求8所述的浆料组合物，其中该加成聚合物是通过溶解于第二有机介质中的包含至少一种含杂环基烯属不饱和单体的烯属不饱和单体的混合物的常规自由基引发溶液聚合来制备。
13.根据权利要求12所述的浆料组合物，其中用于制备该加成聚合物的第二有机介质与该浆料组合物的有机介质相同。
14.根据权利要求1所述的浆料组合物，其还包含不含杂环基的第二加成聚合物。
15.根据权利要求1所述的浆料组合物，其中该浆料实质上不含异佛尔酮。
16.根据权利要求1所述的浆料组合物，其还包含(c)导电试剂。
17.根据权利要求16所述的浆料组合物，其中该导电试剂包含石墨、乙炔黑、炉黑、石墨烯、碳纳米管或其组合。
18.根据权利要求16所述的浆料组合物，其中该导电试剂包含具有100m2/g至1000m2/g的表面积的导电碳材料。
19.一种浆料组合物，其包含：
(a)导电试剂；
(b)粘结剂，其包含：
(i)分散于有机介质中的包含含氟聚合物的聚合物，其中所述有机介质包含至少50重量％的有机溶剂，基于有机介质的总重量；及
(ii)包含含有结构单元的加成聚合物的聚合物，该结构单元包含乙烯基吡咯烷酮及(甲基)丙烯酸甲酯的残基，
其中该浆料组合物实质上不含N-甲基-2-吡咯烷酮。
20.一种电极，其包含：
(a)集电器；以及
(b)形成于该集电器上的薄膜，其中该薄膜是由根据权利要求16的浆料组合物沉积而得。
21.根据权利要求20所述的电极，其中该集电器(a)包含呈网、薄片或箔形式的铜或铝。
22.根据权利要求20所述的电极，其中该电极包含正电极。
23.根据权利要求20所述的电极，其中该电极包含负电极。
24.根据权利要求20所述的电极，其中该薄膜经交联。
25.根据权利要求20所述的电极，其中该集电器经预处理组合物预处理。
26.一种蓄电装置，其包含：
(a)根据权利要求20所述的电极；
(b)对电极；以及
(c)电解质。
27.根据权利要求26所述的蓄电装置，其中该电解质(c)包含溶解于溶剂中的锂盐。
28.根据权利要求27所述的蓄电装置，其中该锂盐溶解于有机碳酸酯中。
29.根据权利要求26所述的蓄电装置，其中该蓄电装置包含电池。
30.根据权利要求26所述的蓄电装置，其中该蓄电装置包含电池组。
31.根据权利要求26所述的蓄电装置，其中该蓄电装置包含二次电池。
32.根据权利要求26所述的蓄电装置，其中该蓄电装置包含电容器。
33.根据权利要求26所述的蓄电装置，其中该蓄电装置包含超级电容器。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200026966A (ko) 2017-07-07 2020-03-11 피피지 인더스트리즈 오하이오 인코포레이티드 리튬 이온 전기 저장 장치용 전극 바인더 슬러리 조성물
CN108767235B (zh) * 2018-06-04 2020-05-29 广州天赐高新材料股份有限公司 锂二次电池正极浆料及其制备方法和应用
CN109980199B (zh) * 2019-03-20 2020-09-29 宁德新能源科技有限公司 负极活性材料及其制备方法及使用该负极活性材料的装置
US11482696B2 (en) 2020-02-26 2022-10-25 Ppg Industries Ohio, Inc. Method of coating an electrical current collector and electrodes resulting therefrom
CA3212073A1 (en) * 2021-03-26 2022-09-29 Wenqing Liu Electrode binder and slurry compositions for lithium ion electrical storage devices
CN117897821A (zh) * 2021-06-02 2024-04-16 Ppg工业俄亥俄公司 使用连续涂覆线制造电极的方法
EP4348730A1 (en) * 2021-06-02 2024-04-10 PPG Industries Ohio Inc. Method of manufacturing an electrode using a continuous coating line
WO2023056396A1 (en) * 2021-09-30 2023-04-06 Ppg Industries Ohio, Inc. Binder composition and slurry composition for lithium-ion electrical storage devices
WO2023059953A1 (en) * 2021-10-06 2023-04-13 Ppg Industries Ohio, Inc. Negative electrode waterborne slurry compositions for lithium ion electrical storage devices
WO2024097452A2 (en) 2022-10-10 2024-05-10 Ppg Industries Ohio, Inc. Supercapacitor electrode coating materials including active composite particles and conductive carbon-containing particles
WO2024102352A2 (en) * 2022-11-08 2024-05-16 Propriety Inc. Alternative solvent/binder slurry compositions for manufacture of lithium-ion battery electrodes
DE102023100045A1 (de) 2023-01-03 2024-07-04 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Beschichtungszusammensetzung, Verwendung der Beschichtungszusammensetzung sowie Lithiumionen-Batterie

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013084351A (ja) * 2011-10-06 2013-05-09 Nippon Zeon Co Ltd 電気化学素子電極用複合粒子、電気化学素子電極材料、及び電気化学素子電極
CN104335401A (zh) * 2012-06-07 2015-02-04 日本瑞翁株式会社 负极浆料组合物、锂离子二次电池负极及锂离子二次电池
CN104904049A (zh) * 2014-01-06 2015-09-09 株式会社Lg化学 二次电池用负极及包括该负极的锂二次电池
CN106663811A (zh) * 2014-07-11 2017-05-10 株式会社Lg 化学 正极及其制造方法

Family Cites Families (51)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09199130A (ja) * 1996-01-22 1997-07-31 Elf Atochem Japan Kk 電極およびそれを使用した二次電池
JPH10172573A (ja) 1996-12-13 1998-06-26 Furukawa Electric Co Ltd:The リチウム二次電池用負極とその製造方法及びこれを用いた二次電池
JPH11228902A (ja) 1998-02-17 1999-08-24 Elf Atochem Japan Kk フッ化ビニリデン系樹脂の金属基材への接着方法、電極構造体、およびその作製方法
JPH11329904A (ja) 1998-05-12 1999-11-30 Asahi Glass Furoro Polymers Kk 非水系電気二重層キャパシタおよび電池の製造方法
US6168885B1 (en) 1998-08-21 2001-01-02 Sri International Fabrication of electrodes and devices containing electrodes
JP4226704B2 (ja) 1998-11-05 2009-02-18 株式会社クレハ 非水系電気化学素子電極用バインダー溶液、電極合剤、電極および電気化学素子
JP4325002B2 (ja) 1998-12-15 2009-09-02 株式会社デンソー リチウム電池
JP2002260666A (ja) 2001-02-28 2002-09-13 Asahi Kasei Corp 非水系二次電池
KR100385357B1 (ko) 2001-06-01 2003-05-27 삼성에스디아이 주식회사 리튬-황 전지
JP2003257433A (ja) 2002-02-28 2003-09-12 Mitsubishi Materials Corp 非水電解液二次電池及び結着剤
JP4361241B2 (ja) 2002-04-26 2009-11-11 株式会社クレハ 非水系二次電池電極用バインダー組成物、電極合剤組成物、電極および二次電池
KR100454030B1 (ko) 2002-08-07 2004-10-20 삼성에스디아이 주식회사 리튬-황 전지용 양극, 이의 제조 방법 및 이를 포함하는리튬-황 전지
TW200410439A (en) 2002-11-22 2004-06-16 Kureha Chemical Ind Co Ltd Binder composition for electrode of nonaqueous electrolyte battery, and use thereof
KR100599602B1 (ko) * 2004-10-28 2006-07-13 삼성에스디아이 주식회사 리튬 이차 전지용 양극 및 이를 포함하는 리튬 이차 전지
JP4929792B2 (ja) 2006-03-30 2012-05-09 日本ゼオン株式会社 電気化学素子電極用複合粒子
FR2912555B1 (fr) 2007-02-09 2011-02-25 Commissariat Energie Atomique Liant pour electrode de systeme electrochimique, electrode comprenant ce liant, et systeme electrochimique comprenant cette electrode.
TWI437009B (zh) 2007-04-24 2014-05-11 Solvay Solexis Spa １，１－二氟乙烯共聚物類
JP2009063907A (ja) 2007-09-07 2009-03-26 Murata Mach Ltd 画像形成装置
KR20130042657A (ko) 2007-11-14 2013-04-26 가부시끼가이샤 구레하 비수계 전지용 정극 합제 및 정극 구조체
JP2010049872A (ja) 2008-08-20 2010-03-04 Toyo Ink Mfg Co Ltd 電池用組成物
WO2010092976A1 (ja) 2009-02-12 2010-08-19 ダイキン工業株式会社 リチウム二次電池の正極合剤用スラリー、該スラリーを用いた正極およびリチウム二次電池
KR101699266B1 (ko) 2009-05-29 2017-02-13 알케마 인코포레이티드 수성 폴리비닐리덴 플루오라이드 조성물
EP2589096A1 (en) 2010-06-30 2013-05-08 Very Small Particle Company Limited Improved adhesion of active electrode materials to metal electrode substrates
WO2012124582A1 (ja) 2011-03-15 2012-09-20 三洋電機株式会社 非水電解質二次電池用正極の製造方法、非水電解質二次電池用正極及び非水電解質二次電池
US10763490B2 (en) 2011-09-30 2020-09-01 Ppg Industries Ohio, Inc. Methods of coating an electrically conductive substrate and related electrodepositable compositions including graphenic carbon particles
US9761903B2 (en) 2011-09-30 2017-09-12 Ppg Industries Ohio, Inc. Lithium ion battery electrodes including graphenic carbon particles
KR20140045880A (ko) 2012-10-09 2014-04-17 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 축전 장치
KR101535199B1 (ko) 2012-11-30 2015-07-09 주식회사 엘지화학 개선된 분산성을 갖는 슬러리 및 그의 용도
US9273399B2 (en) 2013-03-15 2016-03-01 Ppg Industries Ohio, Inc. Pretreatment compositions and methods for coating a battery electrode
JP2014181252A (ja) 2013-03-18 2014-09-29 Nippon Shokubai Co Ltd カルボン酸系重合体組成物
US9466830B1 (en) 2013-07-25 2016-10-11 Quantumscape Corporation Method and system for processing lithiated electrode material
CN105580187B (zh) 2013-09-25 2019-03-01 富士胶片株式会社 固体电解质组合物、使用其的电池用电极片及全固态二次电池
KR102264698B1 (ko) * 2013-10-31 2021-06-11 제온 코포레이션 리튬 이온 이차전지 정극용 슬러리 조성물, 리튬 이온 이차전지용 정극 및 리튬 이온 이차전지
KR102222117B1 (ko) 2014-01-10 2021-03-03 삼성에스디아이 주식회사 2차전지용 바인더 조성물, 이를 채용한 양극과 리튬전지
JP2014132591A (ja) 2014-03-13 2014-07-17 Daikin Ind Ltd リチウム二次電池の電極合剤用スラリー、電極、その製造方法およびリチウム二次電池
US9385374B2 (en) 2014-04-01 2016-07-05 Ppg Industries Ohio, Inc. Electrode binder composition for lithium ion electrical storage devices
HUE058910T2 (hu) 2014-06-04 2022-09-28 Zeon Corp Kötõanyag-összetétel lítiumion-akkumulátor elektród-alkalmazáshoz, zagyösszetétel lítiumion-akkumulátor elektród-alkalmazáshoz, elektród lítiumakkumulátor elektród-alkalmazáshoz, és lítiumion-akkumulátor
KR101683387B1 (ko) * 2014-07-11 2016-12-07 주식회사 엘지화학 양극 및 이의 제조방법
JP6166235B2 (ja) 2014-08-26 2017-07-19 大日精化工業株式会社 塗工液、塗工膜、及び複合材料
CN104497190B (zh) 2014-12-29 2016-09-21 浙江孚诺林化工新材料有限公司 一种用于锂离子电池电极材料粘结剂的偏氟乙烯聚合物的制备方法
JP2016181479A (ja) 2015-03-25 2016-10-13 東洋インキＳｃホールディングス株式会社 リチウム二次電池用組成物
JP2016201244A (ja) 2015-04-09 2016-12-01 セントラル硝子株式会社 非水電解液電池用電極の電極表面改質用塗布剤、表面改質電極の製造方法、及び非水電解液電池の製造方法
KR20160139240A (ko) 2015-05-27 2016-12-07 주식회사 엘지화학 전극 합제, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 이차전지
JP2017010093A (ja) 2015-06-17 2017-01-12 キヤノン株式会社 画像処理装置、撮像装置、画像処理方法、画像処理プログラム、および、記憶媒体
US10388961B2 (en) 2015-07-14 2019-08-20 Zeon Corporation Binder composition for secondary battery electrode, conductive material paste composition for secondary battery electrode, slurry composition for secondary battery electrode, electrode for secondary battery, and secondary battery
EP3358662B1 (en) 2015-09-30 2020-11-04 Kureha Corporation Binder composition, non-aqueous electrolyte secondary battery electrode, and non-aqueous electrolyte secondary battery
KR20170050078A (ko) * 2015-10-29 2017-05-11 주식회사 엘지화학 리튬-황 이차전지 양극용 아크릴 바인더
CN106299379B (zh) * 2016-10-28 2019-02-05 合肥国轩高科动力能源有限公司 一种锂电池正极合浆溶剂、使用该溶剂的锂电池正极浆料的制备方法
JP7248644B2 (ja) * 2017-07-07 2023-03-29 ピーピージー・インダストリーズ・オハイオ・インコーポレイテッド リチウムイオン蓄電装置用の電極用スラリー組成物
KR20200026966A (ko) * 2017-07-07 2020-03-11 피피지 인더스트리즈 오하이오 인코포레이티드 리튬 이온 전기 저장 장치용 전극 바인더 슬러리 조성물
US11228037B2 (en) 2018-07-12 2022-01-18 GM Global Technology Operations LLC High-performance electrodes with a polymer network having electroactive materials chemically attached thereto

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013084351A (ja) * 2011-10-06 2013-05-09 Nippon Zeon Co Ltd 電気化学素子電極用複合粒子、電気化学素子電極材料、及び電気化学素子電極
CN104335401A (zh) * 2012-06-07 2015-02-04 日本瑞翁株式会社 负极浆料组合物、锂离子二次电池负极及锂离子二次电池
CN104904049A (zh) * 2014-01-06 2015-09-09 株式会社Lg化学 二次电池用负极及包括该负极的锂二次电池
CN106663811A (zh) * 2014-07-11 2017-05-10 株式会社Lg 化学 正极及其制造方法

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