CN111978475A - 一种黏结剂、黏结剂制备方法、负极片及负极片制备方法 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种黏结剂、黏结剂制备方法、负极片及负极片制备方法。其中,一种黏结剂,包含以下重量份的原料:丁苯橡胶乳液70‑100份,不饱和羧酸10‑30份,表面活性剂0.2‑2份,引发剂0.2‑1份,去离子水40‑60份;其中,丁苯橡胶乳液与不饱和羧酸发生接枝聚合反应;所述黏结剂的表面张力小于27mN·m‑1;其制备方法为:S1:在反应釜中加入丁苯橡胶乳液、不饱和羧酸和去离子水;S2:通入氮气置换空气;S3:开启水浴加热并搅拌;S4:加入引发剂并反应;S5:加入表面活性剂,继续搅拌反应;S6:冷却得到黏结剂。本申请的黏结剂可用于制备负极片,其粘结力更大,剥离强度更高,循环性能更好,将该负极片用于生产锂离子电池,能够有效的提高锂离子电池的综合性能。
Description
技术领域
本申请涉及锂离子电池材料领域,更具体地说,它涉及一种黏结剂、黏结剂制备方法、负极片及负极片制备方法。
背景技术
随着人类社会的发展,能源短缺和环境污染等问题日益严重,人们对化学电源的认识和要求也越来越高,于是促使人们不断的探索高能量密度、低成本的可再生能源系统,该可再生能源系统的开发也逐渐成为科学工作者研究的重点。
在众多化学电源中,锂离子二次电池是目前综合性能最好的一种,锂离子电池被广泛用于手机、笔记本和摄像机等便携式电子产品中。
常见的锂离子电池的负极材料通常包括活性物质材料、导电剂、集流体、黏结剂等,黏结剂的作用是将活性物质材料、导电剂与集流体黏结起来,形成一个整体,以减小电极阻抗。
在实际生产过程中,锂离子电池的负极片普遍会出现粘结力较差的情况,导致锂离子电池负极片在循环过程中容易出现掉粉、析锂而导致锂离子电池的容量衰减、循环性能变差。造成这个问题出现的主要原因一般有两个,其中一个原因是黏结剂的添加量太少,通过增加黏结剂的添加量可以提高极片的粘结力,保证电池的循环性能,但是增加黏结剂的添加量会降低负极活性物质的含量,导致电池的内阻增大,倍率性能变差,因此通过增加黏结剂的添加量来解决上述问题效果并不理想。另外一个原因是黏结剂的自身性能较差,从而降低了负极片的粘结力。
针对上述中的相关技术,发明人认为黏结剂的性能较差,降低了锂离子电池负极片的粘结力。
发明内容
为了提高锂离子电池负极片的粘结力,本申请提供一种黏结剂、黏结剂制备方法、负极片及负极片制备方法。
第一方面,本申请提供一种黏结剂,采用如下的技术方案:
一种黏结剂,包含以下重量份的原料:
丁苯橡胶乳液 70-100份
不饱和羧酸 10-30份
表面活性剂 0.2-2份
引发剂 0.2-1份
去离子水 40-60份;
其中,丁苯橡胶乳液与不饱和羧酸发生接枝聚合反应;
所述黏结剂的表面张力小于27mN·m-1。
本申请采用不饱和羧酸对丁苯橡胶进行接枝取代,在丁苯橡胶中引入羧基,降低黏结剂的表面张力,进而提高黏结剂对石墨材料的润湿性。黏结剂对石墨材料的润湿性提高,黏结剂能够更好的将石墨、导电剂与集流体黏结起来,从而有利于提高负极片的粘结力。
锂离子电池的活性物质一般为石墨材料,石墨材料具有稳定的层状结构,其克容量高达370mAh/g,负极还原电位与金属锂接近,因此石墨材料是目前商业化的锂离子电池负极片中常用的活性物质。石墨表面主要由非极性的六角碳环构成,表面能较低,与水的作用能小于水分子间的缔合能,与水的作用很弱,疏水性较强,难于润湿。通过对丁苯橡胶分子的链段进行官能团改性,在丁苯橡胶的主链上引入亲水性的羧基活性官能团,羧基与石墨之间形成氢键,增加了氢键的作用力,降低了丁苯橡胶乳液的表面张力,能更好地润湿石墨,提高粘结力。
表面活性剂具有降低表面张力的作用,能够协同不饱和羧酸降低丁苯橡胶乳液的表面张力,可以提高黏结剂对石墨的分散作用,改善黏结剂颗粒在极片中的分布状态,提高极片的结合力,从而提高了电池的循环性能。
引发剂具有诱导的作用,引发剂作用于丁苯橡胶和不饱和羧酸,能够促进丁苯橡胶和不饱和羧酸的聚合反应。
去离子水在本申请中作为溶剂。
优选的,所述黏结剂包含以下重量份的原料:
丁苯橡胶乳液 80-90份
不饱和羧酸 15-20份
表面活性剂 0.5-1份
引发剂 0.4-0.6份
去离子水 45-50份。
优选的,所述不饱和羧酸为丙烯酸、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯或丙烯酸乙酯。
通过采用上述技术方案,不饱和羧酸的链越长,改性丁苯橡胶乳液的合成过程越不容易控制,丙烯酸、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸乙酯的链长正合适。上述不饱和羧酸与其他原料的兼容性良好,非常适合作为不饱和羧酸用于与丁苯橡胶结合。上述不饱和羧酸还是常见的不饱和羧酸,容易获得,降低羧基化丁苯橡胶合成的难度。
优选的,所述引发剂为过硫酸铵或过硫酸钾。
通过采用上述技术方案,过硫酸铵或过硫酸钾作为引发剂用于引发丁苯橡胶乳液和不饱和羧酸发生聚合反应,过硫酸铵或过硫酸钾用作引发剂所得的乳液耐水性更好,能够提高黏结剂的防水性能,而且过硫酸铵或过硫酸钾的价格较便宜,有利于黏结剂的工业生产。
第二方面,本申请提供一种黏结剂制备方法,采用如下的技术方案:
上述方案中所述的一种黏结剂的制备方法,包括以下步骤:
S1:在反应釜中加入丁苯橡胶乳液、不饱和羧酸和去离子水;
S2:通入氮气置换空气10-30min,氮气的流量控制为0.1-0.5Nm3/h;
S3:开启水浴加热并搅拌,搅拌转速为80-150rpm;
S4:待反应釜内温度达到60-80℃时,加入引发剂并反应8-10h;
S5:加入表面活性剂,继续搅拌反应1-2h;
S6:冷却至40℃以下得到黏结剂。
优选的,S2中,通入氮气置换空气15-20min。
通过采用上述技术方案,空气中的氧气具有阻聚的功能,会导致反应诱导期变长,降低丁苯橡胶和不饱和羧酸的聚合效率。通入氮气后,氮气能够将氧气替换,降低反应体系内氧气的含量,提高反应速率。
优选的,S2中,氮气的流量控制为0.2-0.3Nm3/h。
通过采用上述技术方案,通入氮气的流量太小,空气的置换效果不明显,反应体系内仍存在较多氧气。通入氮气的流量太大,会带出一部分不饱和羧酸单体,导致单体减少,不仅影响了丁苯橡胶和不饱和羧酸的聚合,还存在浪费单体、增加成本的情况。
优选的,S4中,待反应釜内温度达到70-75℃时,加入引发剂。
通过采用上述技术方案,温度是影响接枝效率的因素之一,升高温度有利于在主链上形成活性中心,提高接枝效率,还能促进引发剂的分解,提高聚合物自由基的增长速率,增大产物颗粒的粒径,减小产物颗粒之间的缝隙,产物更加稳定。温度太低时引发剂不易分解,丁苯橡胶和不饱和羧酸的聚合不易发生,从而不利于丁苯橡胶的接枝。
第三方面,本申请提供一种负极片,采用如下的技术方案:
一种负极片,包括上述方案中所述的一种黏结剂,包含以下重量份的原料:
石墨 92-98份
黏结剂 0.5-2份
羧甲基纤维素钠 0.5-1.5份
导电炭黑 0.5-2份
去离子水 82-122份。
应用上述羧基化处理的黏结剂在氮气中经过加热、搅拌、冷却后形成的负极片,其粘结力更大,负极片中石墨与铜箔之间的剥离强度更高,循环性能更好,将该负极片用于生产锂离子电池,能够有效的提高锂离子电池的综合性能。
丁苯橡胶经过羧基化处理后,羧基官能团能够与活性物质颗粒之间形成氢键、离子-偶极子和化学键,通过羧基化的丁苯橡胶来提高负极片中活性物质材料与集流体之间的粘附强度,使活性物质材料和活性物质材料更加紧密的结合,负极片的粘结力和剥离强度提高。此外,羧基官能团还能与铜箔集流体之间形成氢键,进一步提高负极片的剥离强度。
石墨充当活性物质材料,导电炭黑充当导电剂,去离子水充当溶剂,羧甲基纤维素钠充当增稠剂。
羧甲基纤维素钠具有较好的热稳定性、导电性、电化学特性,使锂离子电池的容量、循环稳定性、循环寿命均有所提升。
将去离子水的含量控制在82-122重量份时,负极浆料的固含量在45%-55%,负极浆料的粘度更加适合,负极浆料具有更好的稳定性,缓解了负极浆料粘度太大而出现沉降、絮凝聚等现象产生大颗粒而影响浆料后续涂布等工序的情况。
第四方面,本申请提供一种负极片制备方法,采用如下的技术方案:
上述方案中所述的一种负极片的制备方法,包括以下步骤:
T1:将各原料混合并搅拌;
T2:将T1所得的预制品进行涂布与烘烤;
T3:将T2所制得的预制品进行辊压;
T4:将T3所制得的预制品进行裁切和分条。
综上所述,本申请至少具有以下一种有益效果:
1、本申请采用不饱和羧酸对丁苯橡胶进行接枝取代,在丁苯橡胶中引入羧基,降低黏结剂的表面张力,进而提高黏结剂对石墨材料的润湿性。黏结剂对石墨材料的润湿性提高,黏结剂能够更好的将石墨、导电剂与集流体黏结起来,从而有利于提高负极片的粘结力。其中,黏结剂的粘度小于50mPa·s,密度为1.0-1.1g/cm3。
2、通过控制通入氮气置换空气的时间、通入氮气的流量、加入引发剂的时间,有助于提高丁苯橡胶和单体聚合的效率,增强丁苯橡胶接枝的效果,促进羧基化丁苯橡胶的合成。
3、应用上述羧基化处理的黏结剂在氮气中经过加热、搅拌、冷却后形成的负极片,其粘结力更大,负极片中石墨与铜箔之间的剥离强度更高,循环性能更好,将该负极片用于生产锂离子电池,能够有效的提高锂离子电池的综合性能。
附图说明
图1是实施例17的负极片测试剥离强度后的结果示意图;
图2是对比例14的负极片测试剥离强度后的结果示意图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本申请作进一步详细说明。
在实际生产过程中,锂离子电池的负极片普遍会出现粘结力较差的情况,导致锂离子电池负极片在循环过程中容易出现掉粉、析锂而导致锂离子电池的容量衰减、循环性能变差。造成这个问题出现的主要原因包括,黏结剂的自身性能较差。
为了解决该问题,本发明人对丁苯橡胶黏结剂进行了大量研究,结果发现,由于石墨具有疏水性,目前负极黏结剂常用的丁苯橡胶黏结剂对石墨材料的润湿性较差,对石墨的分散不好,在负极浆料的制备过程中丁苯橡胶的颗粒与石墨材料、导电剂颗粒间的润湿结合不好,使得在极片的烘干过程中,丁苯橡胶颗粒容易随着水分的蒸发从活性物质底层向表层发生迁移,导致活性物质层与常用的铜箔集流体界面处的丁苯橡胶颗粒数量变少,极片的界面结合力降低。特别是当所涂覆石墨材料本身颗粒粒径较小、比表面积较大时,其涂覆后极片的粘结力会更差,导致锂离子电池负极片在循环过程中容易出现掉粉、析锂而导致锂离子电池的容量衰减、循环性能变差。
基于该发现,本发明人对丁苯橡胶的配方进行了大量研究,以图找到能够提高丁苯橡胶黏结剂对石墨材料润湿性的方法。结果,本发明人发现,采用不饱和羧酸对丁苯橡胶进行接枝取代,在丁苯橡胶中引入羧基,就能够提高黏结剂对石墨材料的润湿性,再提高负极片的粘结力和剥离强度,从而成功解决了本申请所要解决的技术问题。此外,羧基还能够与铜箔集流体之间形成氢键,进一步提高负极片的剥离强度。本申请正是基于上述发现做出的。
本申请中,所用原料均由市场购买获得,其中:
石墨:湖南产;
导电炭黑:瑞士产,电池级;
羧甲基纤维素钠:日本产,电池级。
实施例
实施例1-5
实施例1-5公开了一种黏结剂,各实施例的黏结剂的原料及原料的重量份见下表:
各实施例的黏结剂的原料及原料的重量份
实施例1-5的黏结剂制备方法包括以下步骤:
S1:在反应釜中加入丁苯橡胶乳液、丙烯酸和去离子水;
S2:通入氮气置换空气20min,氮气的流量控制为0.2Nm3/h;
S3:开启水浴加热并搅拌,搅拌转速为100rpm;
S4:待反应釜内温度达到70℃时,加入过硫酸铵并反应9h;
S5:加入聚醚改性硅氧烷,继续搅拌反应1h;
S6:冷却至35℃得到黏结剂。
实施例6
本实施例公开了一种黏结剂,与实施例3的不同之处在于,S2中,通入氮气置换空气10min。
实施例7
本实施例公开了一种黏结剂,与实施例3的不同之处在于,S2中,通入氮气置换空气15min。
实施例8
本实施例公开了一种黏结剂,与实施例3的不同之处在于,S2中,通入氮气置换空气30min。
实施例9
本实施例公开了一种黏结剂,与实施例3的不同之处在于,S2中,氮气的流量控制为0.1Nm3/h。
实施例10
本实施例公开了一种黏结剂,与实施例3的不同之处在于,S2中,氮气的流量控制为0.3Nm3/h。
实施例11
本实施例公开了一种黏结剂,与实施例3的不同之处在于,S2中,氮气的流量控制为0.5Nm3/h。
实施例12
本实施例公开了一种黏结剂,与实施例3的不同之处在于,S4中,待反应釜内温度达到60℃时,加入过硫酸铵。
实施例13
本实施例公开了一种黏结剂,与实施例3的不同之处在于,S4中,待反应釜内温度达到75℃时,加入过硫酸铵。
实施例14
本实施例公开了一种黏结剂,与实施例3的不同之处在于,S4中,待反应釜内温度达到80℃时,加入过硫酸铵。
对比例
对比例1
本对比例公开了一种黏结剂,与实施例3的不同之处在于,原料不包括丙烯酸。
对比例2
本对比例公开了一种黏结剂,与实施例3的不同之处在于,丙烯酸的重量份为5。
对比例3
本对比例公开了一种黏结剂,与实施例3的不同之处在于,聚醚改性硅氧烷的重量份为0.1。
对比例4
本对比例公开了一种黏结剂,与实施例3的不同之处在于,丙烯酸的重量份为5,并且聚醚改性硅氧烷的重量份为0.1。
对比例5
本对比例公开了一种黏结剂,与实施例3的不同之处在于,丙烯酸的重量份为35。
对比例6
本对比例公开了一种黏结剂,与实施例3的不同之处在于,S2中,通入氮气置换空气5min。
对比例7
本对比例公开了一种黏结剂,与实施例3的不同之处在于,S2中,通入氮气置换空气35min。
对比例8
本对比例公开了一种黏结剂,与实施例3的不同之处在于,S2中,氮气的流量控制为0.05Nm3/h。
对比例9
本对比例公开了一种黏结剂,与实施例3的不同之处在于,S2中,氮气的流量控制为0.08Nm3/h。
对比例10
本对比例公开了一种黏结剂,与实施例3的不同之处在于,S4中,待反应釜内温度达到50℃时,加入过硫酸铵。
对比例11
本对比例公开了一种黏结剂,与实施例3的不同之处在于,S4中,待反应釜内温度达到90℃时,加入过硫酸铵。
性能检测试验
采用上海方瑞仪器有限公司出售的QBZY-1型表面张力测试仪对各实施例、对比例的黏结剂的表面张力进行测试,测试结果见表1、表2。
表1各实施例的黏结剂的表面张力测试结果
表2各对比例的黏结剂的表面张力测试结果
结合表1和表2,实施例3为改性丁苯橡胶制得的黏结剂,对比例1为未改性丁苯橡胶制得的黏结剂,通过对比实施例3和对比例1可以看出,
与未改性丁苯橡胶的黏结剂相比,改性丁苯橡胶的黏结剂的表面张力大大降低,足足降低了15.17mN·m-1,情况较乐观,可见改性丁苯橡胶对降低黏结剂的表面张力具有非常明显的作用。
实施例1-14的黏结剂中,丁苯橡胶乳液和丙烯酸含量的比值在3-7之间,实施例1-14的黏结剂的表面张力都基本保持在24-27mN·m-1之间,属于情况较好的范围,特别是实施例3,丁苯橡胶乳液和丙烯酸的含量比例为6,黏结剂的表面张力达到24.22mN·m-1,非常优异。上述结果证明了当黏结剂各原料的含量、丁苯橡胶乳液和丙烯酸的含量比例、通入氮气的时间、通入氮气的流量、加入过硫酸铵的温度均控制在特定范围内时,丁苯橡胶羧基化能够有效的降低丁苯橡胶乳液的表面张力,从而有利于改善丁苯橡胶乳液对石墨的润湿性。
对比实施例3和对比例2-4,对比例2、3分别减少了丙烯酸和聚醚改性硅氧烷的用量,相应的,黏结剂的表面张力升高。对比例4中,当同时减少丙烯酸和聚醚改性硅氧烷的用量时,黏结剂的表面张力更大程度的升高了,而且其变化量比对比例2、3的黏结剂的表面张力总的变化量还大,说明丙烯酸和聚醚改性硅氧烷能够协同降低黏结剂的表面张力。
对比例2减少了丙烯酸的用量后,丙烯酸的作用降低,黏结剂的表面张力相应的降低。对比例5增加了丙烯酸的用量,虽然丙烯酸更多了,但是接枝后的丁苯橡胶的极性会变大,极性与表面张力成正相关,当丙烯酸过量时,丙烯酸极性的作用大于其亲水性的作用,不利于降低黏结剂的表面张力,因此对比例5的黏结剂的表面张力降低了,而且还存在浪费丙烯酸的情况。
对比例6因为通入氮气置换空气的时间太短,氧气的余量还很多,氧气阻碍了丁苯橡胶的接枝,因此黏结剂的表面张力升高。对比例7通入氮气置换空气的时间更长,但是空气的置换达到了上限,黏结剂的表面张力不会再降低了,延长置换时间只会降低黏结剂的生产效率。
对比例8的氮气的流量过小,不能很好的将氧气置换出来,氧气的存在使黏结剂的表面张力升高了。对比例9的氮气的流量过大,降低了单体的含量,从而减少了结合在丁苯橡胶上的单体,使丁苯橡胶的改性效果不够好,从而导致黏结剂的表面张力升高,但是其升高的程度相比对比例8的更小。
对比例10的温度为50℃时,过硫酸铵的作用不明显,黏结剂的表面张力较高。对比例11的温度为90℃时,温度较高,过硫酸铵作用较明显,有助于降低黏结剂的表面张力。由于高达一定温度后,表面张力不再降低,因此对比例11的黏结剂的表面张力几乎与实施例3相等。
在多个实施例中,由于实施例3的试验结果相对更加理想,因此采用实施例3进行以下试验。
实施例
实施例15-19
本实施例公开了一种负极片,采用实施例3制备得到的黏结剂,负极片的原料及原料的重量份见下表:
各实施例的负极片的原料及原料的重量份
实施例15-19的负极片制备方法包括以下步骤:
T1:使用真空搅拌机将各原料混合并搅拌,其中,先将羧甲基纤维素钠加入去离子水中搅拌2h,再加入导电碳黑搅拌2h,再加入石墨搅拌4h,再加入黏结剂搅拌1h;
T2:将T1所得的预制品放在涂布机上进行涂布,再放在六段烘箱内进行烘烤,其中,涂布速率为8m/s,各段烘箱的温度分别为65℃、75℃、80℃、85℃、85℃、80℃;
T3:将T2所得的预制品放在对辊机上,按照1.7g/cm3的压实密度进行辊压;
T4:将T3所得的预制品进行裁切和分条。
对比例
对比例12
对比例12公开了一种负极片,与实施例17的不同之处在于,黏结剂的重量份为0.25。
对比例13
对比例13公开了一种负极片,与实施例17的不同之处在于,黏结剂的重量份为4。
对比例14-19
对比例14-19公开了一种负极片,与实施例17的不同之处在于,对比例14-19分别采用对比例1、5、7、8、9、11制备得到的黏结剂。
性能检测试验
试验一
极片的界面剥离强度是指极片活性物质与集流体粘附在一起的牢固程度。
采用广州标际包装设备有限公司出售的GBL-L型电子拉力试验机,按照国家标准GB/T 2792-2014《胶粘带剥离强度的试验方法》,对各实施例、对比例的负极片的剥离力和界面剥离强度进行测试,测试结果见表3、表4。
表3各实施例的负极片的界面剥离强度测试结果
组别 | 实施例15 | 实施例16 | 实施例17 | 实施例18 | 实施例19 |
剥离力/N | 5.3 | 5.4 | 5.5 | 5.5 | 5.5 |
界面剥离强度/N·cm<sup>-1</sup> | 27.1 | 27.5 | 28.7 | 28.3 | 28.5 |
表4各对比例的负极片的界面剥离强度测试结果
结合表3和表4,实施例17为含有改性丁苯橡胶的负极片,对比例14为不含有改性丁苯橡胶的负极片,通过对比实施例17和对比例14可以看出,改性丁苯橡胶的负极片的剥离力和界面剥离强度都更高,说明改性丁苯橡胶具有很好的提高负极片结合力的效果。如图1所示,实施例17制备的负极片的剥离强度较大,负极片经过剥离后涂层仅出现部分脱落。如图2所示,由于对比例14制备的负极片的剥离强度较小,负极片经剥离后涂层已基本完全脱落,出现严重漏箔现象,实施例17的效果明显优于对比例14。
实施例15-19的负极片的剥离力相差不大,界面剥离强度也相差不大,均表现为良好,其中实施例17的负极片的剥离力和界面剥离强度最佳。
对比实施例17和对比例12、13,黏结剂的用量减少为0.25重量份时,负极片的剥离力减小了45.5%,界面剥离强度减小了28.6%。黏结剂的用量增多为4重量份时,负极片的剥离力升高了34.5%,界面剥离强度升高了38.0%。也就是说,在一定程度上,黏结剂的用量越多,负极片的剥离力越大,界面剥离强度也越大。黏结剂过少,活性物质颗粒不能完全的粘接,剥离力和剥离强度就降低。黏结剂用量增多,丁苯橡胶粒子的数量增多,所含的羧基官能团的数量增多,可与活性物质颗粒形成更多的氢键、离子-偶极子和化学键,亦可与铜箔形成氢键,提高粘附强度,剥离力和剥离强度就升高。
通过分析对比例15-19的结果可以得知,负极片对应的黏结剂的表面张力越低,负极片的剥离力和剥离强度就越高,即黏结剂的表面张力与负极片的剥离力和剥离强度成反比,降低黏结剂的表面张力可以提高负极片的剥离力和剥离强度,从而提高负极片的结合力。
试验二
采用深圳市冠亚电子科技有限公司出售的SZ-GY820水分测定仪对实施例17和对比例14的负极浆料的固含量进行测试。采用上海精密仪器仪表有限公司出售的SNB-1数字式粘度计对实施例17和对比例14的负极片的粘度进行测试。以上测试结果见表5。此外,观察实施例17和对比例14的负极浆料在涂布过程中丁苯橡胶的上浮现象。
表5实施例17和对比例14的负极浆料的固含量、粘度、丁苯橡胶上浮测试结果
组别 | 固含量/% | 粘度/mPa·s | 上浮现象/ |
实施例17 | 46.10 | 2821 | 未出现 |
对比例14 | 43.81 | 3038 | 明显 |
通过表5可以看出,实施例17和对比例14的负极浆料的粘度基本一致,在此基础上,实施例17的负极浆料的固含量更高,而且负极浆料在涂布过程中丁苯橡胶并未出现上浮的现象,表明实施例17的负极浆料具有更高的稳定性。相反的,对比例14的负极浆料不仅粘度不及实施例17,而且负极浆料还出现了明显的丁苯橡胶上浮的现象,很明显负极浆料的稳定性不高,从而进一步证明了羧基化丁苯橡胶对负极浆料的稳定性具有很好的提升效果,使得负极浆料涂布后的负极片的粘结力更好。
本具体实施例仅仅是对本申请的解释,其并不是对本申请的限制,本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改,但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。
Claims (10)
1.一种黏结剂,其特征在于:包含以下重量份的原料:
丁苯橡胶乳液 70-100份
不饱和羧酸 10-30份
表面活性剂 0.2-2份
引发剂 0.2-1份
去离子水 40-60份;
其中,丁苯橡胶乳液与不饱和羧酸发生接枝聚合反应;
所述黏结剂的表面张力小于27mN·m-1。
2.根据权利要求1所述的一种黏结剂,其特征在于:所述黏结剂包含以下重量份的原料:
丁苯橡胶乳液 80-90份
不饱和羧酸 15-20份
表面活性剂 0.5-1份
引发剂 0.4-0.6份
去离子水 45-50份。
3.根据权利要求1所述的一种黏结剂,其特征在于:所述不饱和羧酸为丙烯酸、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯或丙烯酸乙酯。
4.根据权利要求1所述的一种黏结剂,其特征在于:所述引发剂为过硫酸铵或过硫酸钾。
5.权利要求1-4任意一项所述的一种黏结剂制备方法,其特征在于:包括以下步骤:
S1:在反应釜中加入丁苯橡胶乳液、不饱和羧酸和去离子水;
S2:通入氮气置换空气10-30min,氮气的流量控制为0.1-0.5Nm3/h;
S3:开启水浴加热并搅拌,搅拌转速为80-150rpm;
S4:待反应釜内温度达到60-80℃时,加入引发剂并反应8-10h;
S5:加入表面活性剂,继续搅拌反应1-2h;
S6:冷却至40℃以下得到黏结剂。
6.根据权利要求5所述的一种黏结剂制备方法,其特征在于:S2中,通入氮气置换空气15-20min。
7.根据权利要求5所述的一种黏结剂制备方法,其特征在于:S2中,氮气的流量控制为0.2-0.3Nm3/h。
8.根据权利要求5所述的一种黏结剂制备方法,其特征在于:S4中,待反应釜内温度达到70-75℃时,加入引发剂。
9.一种负极片,包括权利要求1-4任意一项所述的一种黏结剂,其特征在于:包含以下重量份的原料:
石墨 92-98份
黏结剂 0.5-2份
羧甲基纤维素钠 0.5-1.5份
导电炭黑 0.5-2份
去离子水 82-122份。
10.权利要求9所述的一种负极片制备方法,其特征在于:包括以下步骤:
T1:将各原料混合并搅拌;
T2:将T1所得的预制品进行涂布与烘烤;
T3:将T2所制得的预制品进行辊压;
T4:将T3所制得的预制品进行裁切和分条。
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