CN114736632A - 一种丙烯腈粘结剂粉体及其制备方法 - Google Patents
一种丙烯腈粘结剂粉体及其制备方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种丙烯腈粘结剂粉体及其制备方法,以软单体、硬单体、极性单体、功能性单体、交联单体、反应型阴离子乳化剂、引发剂、缓冲剂、氧化剂、还原剂为原料,先制备聚丙烯腈粘结剂乳液,再通过干燥工艺进行造粉,得到丙烯腈粘结剂粉体。本发明丙烯腈粘结剂粉体的制备以(甲基)丙烯腈为主单体,以水为溶剂,绿色环保,操作简便。本发明主要应用于锂电池正极活性材料与集流体的粘结,利用反应型乳化剂,降低粘结剂中游离的乳化剂对电池充放电的影响。该丙烯腈粘结剂粉体具备优异的耐电解液,较低的溶胀率,同时具有优异的粘结力。
Description
技术领域
本发明涉及高分子材料领域,具体涉及一种丙烯腈粘结剂粉体及其制备方法。
背景技术
锂离子电池是近年来高速发展的一种新型高性能蓄能电池,具有电压高、质量轻、比能量密度高、自放电小等优点。其应用范围涵盖了民用、国防、航空航天等领域。锂离子电池的电极是通过在用金属箔制成的集流体上涂布正/负极活性物质并干燥后制成的,这是锂离子电池电极不同于其他电池电极的独特制造工艺,为了将集流体与电极活性物质粘在一起,就需要使用少量粘合剂。目前,在锂离子电池的工业生产中,普遍采用含氟类聚合物作为电池正极材料的粘合剂,如聚偏氟乙烯(PVDF)等,并以有机溶剂N-甲基吡咯烷酮(NMP)作为溶剂,辅以少量导电剂,得到有机体系的正极浆料。目前PVDF存在生产过程中容易污染环境、价格昂贵、溶胀率较高、粘结力弱、低温电性能较差等缺点。因此开发一款粘结成本低廉、性能优异、溶胀率低、低温电性能较好的正极粘结剂代替PVDF就成了亟需解决的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种丙烯腈粘结剂粉体及其制备方法,通过加入软单体、硬单体、交联单体、功能性单体与(甲基)丙烯腈进行乳液聚合,得到一种具有强极性、高剥离力的聚丙烯腈粘结剂乳液,再利用聚丙烯腈粘结剂乳液通过干燥工艺制备丙烯腈粘结剂粉体。将丙烯腈粘结剂粉体溶于NMP,代替PVDF,提高粘结力,提高低温电性能,降低溶胀率,可广泛应用于锂电池正极用粘结剂,具有广泛的市场前景。
实现本发明目的的具体技术方案是:
一种丙烯腈粘结剂粉体,其特点是以质量百分比计,包括:
所述的软单体为丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸十八烷基酯、丙烯酸十四烷基酯、丙烯酸十七烷基酯、丙烯酸十六烷基酯、丙烯酸乙酯及丙烯酸异丁酯中的一种或几种;
所述的硬单体为丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸环己酯、甲基丙烯酸异冰片酯、丙烯酸异冰片酯、苯乙烯及醋酸乙烯酯中的一种或几种;
所述的极性单体为丙烯腈及甲基丙烯腈的一种或几种;
所述的功能性单体为丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸、丙烯酸羟乙酯、β-丙烯酰氧基丙酸、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸羟丙酯、丙烯酸羟丁酯及甲基丙烯酸羟丁酯中的一种或几种;
所述的交联单体为丙烯酰胺、N,N-亚甲基双丙烯酰胺、三聚氰酸三烯丙酯、季戊四醇三烯丙基醚、甲基丙烯酸缩水甘油酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、N-羟甲基丙烯酰胺及N-甲氧基甲基丙烯酰胺一种或几种;
所述的反应型阴离子乳化剂为丙烯酰胺基异丙基磺酸钠、烯丙氧基羟丙基磺酸钠、乙烯基磺酸钠、对苯乙烯磺酸钠、脂肪醇醚乙烯基磺酸钠及烷基酰胺乙烯磺酸钠中的一种或几种;
所述的缓冲剂为碳酸氢钠、碳酸氢铵及氢氧化锂中的一种或几种;
所述的引发剂为过硫酸钾、过硫酸钠及过硫酸铵中的一种或几种;
所述的氧化剂为过硫酸盐、过氧化氢及叔丁基过氧化氢中的一种或几种;
所述的还原剂为甲醛次硫酸氢钠、异抗坏血酸及焦亚硫酸钠中的一种或几种。
本发明还提供了一种丙烯腈粘结剂粉体的制备方法,该方法包括下述步骤:
(1)、预乳液的配制:将50-90%的反应型阴离子乳化剂、50-90%的缓冲剂加入去离子水中,搅拌使其溶解得到乳化剂水溶液,将全部的硬单体、软单体、极性单体、功能性单体和交联单体的混合物作为混合单体,将混合单体加入乳化剂水溶液中,搅拌速度300~800转每分钟,搅拌15~45分钟,制得预乳液;
(2)、引发剂溶液的配制:将50-90%的引发剂加入去离子水中,搅拌使其溶解,即得引发剂溶液;
(3)、种子乳液的配置:将剩余的反应型阴离子乳化剂、缓冲剂及引发剂加入去离子水中,搅拌使其溶解,加入2-10%的预乳液,缓慢加热至65~75℃,反应10~30分钟,出现明显的蓝色荧光现象,即得种子乳液;
(4)、将全部的氧化剂加入去离子水中,搅拌均匀得到氧化剂水溶液;
(5)、将全部的还原剂加入去离子水中,搅拌使其溶解得到还原剂水溶液;
(6)、将剩余的预乳液和步骤(2)的引发剂溶液在65~75℃分别同时滴加到步骤(3)中的种子乳液中,滴加时间2.5~4小时,滴加结束后保温0.1~1小时,之后分别同时滴加步骤(4)中的氧化剂水溶液和步骤(5)中的还原剂水溶液,滴加时间5~15min,继续保温1.5~2.5小时,最后抽真空20~50分钟;抽真空结束,降温冷却,过滤出料,即得聚丙烯腈粘结剂乳液;
(7)、将步骤(6)得到的聚丙烯腈粘结剂乳液,通过干燥工艺进行造粉,即得丙烯腈粘结剂粉体。
所述的一种丙烯腈粘结剂粉体的制备方法,其特征在于,原料以质量百分比计:
所述的软单体为丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸十八烷基酯、丙烯酸十四烷基酯、丙烯酸十七烷基酯、丙烯酸十六烷基酯及丙烯酸乙酯及丙烯酸异丁酯中的一种或几种;
所述的硬单体为丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸环己酯、甲基丙烯酸异冰片酯、丙烯酸异冰片酯、苯乙烯及醋酸乙烯酯中的一种或几种;
所述的极性单体为丙烯腈及甲基丙烯腈的一种或几种;
所述的功能性单体为丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸、丙烯酸羟乙酯、β-丙烯酰氧基丙酸、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸羟丙酯、丙烯酸羟丁酯及甲基丙烯酸羟丁酯中的一种或几种;
所述的交联单体为丙烯酰胺、N,N-亚甲基双丙烯酰胺、三聚氰酸三烯丙酯、季戊四醇三烯丙基醚、甲基丙烯酸缩水甘油酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、N-羟甲基丙烯酰胺及N-甲氧基甲基丙烯酰胺一种或几种;
所述的反应型阴离子乳化剂为丙烯酰胺基异丙基磺酸钠、烯丙氧基羟丙基磺酸钠、乙烯基磺酸钠、对苯乙烯磺酸钠、脂肪醇醚乙烯基磺酸钠及烷基酰胺乙烯磺酸钠中的一种或几种;
所述的缓冲剂为碳酸氢钠、碳酸氢铵及氢氧化锂中的一种或几种;
所述的引发剂为过硫酸钾、过硫酸钠及过硫酸铵中的一种或几种;
所述的氧化剂为过硫酸盐、过氧化氢及叔丁基过氧化氢中的一种或几种;
所述的还原剂为甲醛次硫酸氢钠、异抗坏血酸及焦亚硫酸钠中的一种或几种。
所述的一种丙烯腈粘结剂粉体的制备方法,其特征在于,所述的干燥工艺为喷雾干燥、干燥粉碎及冷冻干燥中的一种。
丙烯腈粘结剂粉体主要应用于锂电池正极活性材料(如:LiCoO2、LiMn2O4、LiFePO4等)与集流体的粘结。
本发明所述的丙烯腈粘结剂粉体及其制备方法,具有以下有益效果:
(1)利用反应型乳化剂,最大程度的降低小分子的析出,降低了粘结剂中小分子对电池充放电的影响;(2)丙烯腈粘结剂粉体具备优异的耐电解液,较低的溶胀率,同时具有优异的粘结力;(3)制备过程中,使用水而非有机溶剂做介质,低碳环保,成本低廉;(4)施工简单,丙烯腈粘结剂粉体容易制备,干燥快。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进行详细描述,本部分的描述仅是示范性和解释性,不应对本发明的保护范围有任何的限制作用。
实施例1
(1)、预乳液的配制:将2.5份的烯丙氧基羟丙基磺酸钠、1.5份的氢氧化锂加入350份去离子水中,搅拌使其溶解得到乳化剂水溶液,将50份的甲基丙烯酸甲酯、37.5份的丙烯酸丁酯、150份的丙烯腈、7.5份的甲基丙烯酸和5份的丙烯酰胺的混合物作为混合单体,将混合单体加入乳化剂水溶液中,搅拌速度400转每分钟,搅拌30分钟,制得预乳液;
(2)、引发剂溶液的配制:将0.75份的过硫酸铵加入25份的去离子水中,搅拌使其溶解,即得引发剂溶液;
(3)、种子乳液的配置:将0.75份的烯丙氧基羟丙基磺酸钠、0.5份的氢氧化锂、0.25份的过硫酸铵加入225份的去离子水中,搅拌使其溶解,加入5%的预乳液,缓慢加热至70℃,反应25分钟,出现明显的蓝色荧光现象,即得种子乳液;
(4)、将0.075份的叔丁基过氧化氢加入10份的去离子水中,搅拌均匀得到氧化剂水溶液;
(5)、将0.1份的异抗坏血酸加入15份的去离子水中,搅拌使其溶解得到还原剂水溶液;
(6)、将剩余的预乳液和步骤(2)的引发剂溶液在70℃分别同时滴加到步骤(3)中的种子乳液中,滴加时间3.5小时,滴加结束后继续保温0.5小时,之后分别同时滴加步骤(4)中的氧化剂水溶液和步骤(5)中的还原剂水溶液,滴加时间10分钟,继续保温2小时,最后抽真空30分钟。抽真空结束,降温冷却,过滤出料,即得聚丙烯腈粘结剂乳液;
(7)、将步骤(6)得到的聚丙烯腈粘结剂乳液,通过喷雾干燥即得丙烯腈粘结剂粉体。
实施例2
(1)、预乳液的配制:将2份的烯丙氧基羟丙基磺酸钠、2.5份的氢氧化锂加入250份去离子水中,搅拌使其溶解得到乳化剂水溶液,将62.5份的苯乙烯、30份的丙烯酸异辛酯、137.5份的丙烯腈、10份的甲基丙烯酸和10份的丙烯酰胺的混合物作为混合单体,将混合单体加入乳化剂水溶液中,搅拌速度300转每分钟,搅拌45分钟,制得预乳液;
(2)、引发剂溶液的配制:将0.75份的过硫酸铵加入25份的去离子水中,搅拌使其溶解,即得引发剂溶液;
(3)、种子乳液的配置:将0.75份的烯丙氧基羟丙基磺酸钠、0.75份的氢氧化锂、0.25份的过硫酸铵加入150份的去离子水中,搅拌使其溶解,加入2%的预乳液,缓慢加热至65℃,反应30分钟,出现明显的蓝色荧光现象,即得种子乳液;
(4)、将0.075份的叔丁基过氧化氢加入10份的去离子水中,搅拌均匀得到氧化剂水溶液;
(5)、将0.1份的异抗坏血酸加入15份的去离子水中,搅拌使其溶解得到还原剂水溶液;
(6)、将剩余的预乳液和步骤(2)的引发剂溶液在65℃分别同时滴加到步骤(3)中的种子乳液中,滴加时间4小时,滴加结束后继续保温1小时,之后分别同时滴加步骤(4)中的氧化剂水溶液和步骤(5)中的还原剂水溶液,滴加时间15分钟,继续保温2.5小时,最后抽真空50分钟。抽真空结束,降温冷却,过滤出料,即得聚丙烯腈粘结剂乳液;
(7)、将步骤(6)得到的聚丙烯腈粘结剂乳液,通过干燥粉碎即得丙烯腈粘结剂粉体。
实施例3
(1)、预乳液的配制:将3.75份的丙烯酰胺基异丙基磺酸钠、2.5份的氢氧化锂加入200份去离子水中,搅拌使其溶解得到乳化剂水溶液,将25份的甲基丙烯酸异冰片酯、5份的丙烯酸十七烷基酯、200份的丙烯腈、10份的丙烯酸和10份的N-羟甲基丙烯酰胺的混合物作为混合单体,将混合单体加入乳化剂水溶液中,搅拌速度800转每分钟,搅拌15分钟,制得预乳液;
(2)、引发剂溶液的配制:将1份的过硫酸铵加入25份的去离子水中,搅拌使其溶解,即得引发剂溶液;
(3)、种子乳液的配置:将0.75份的丙烯酰胺基异丙基磺酸钠、0.5份的氢氧化锂、0.25份的过硫酸铵加入150份的去离子水中,搅拌使其溶解,加入10%的预乳液,缓慢加热至75℃,反应10分钟,出现明显的蓝色荧光现象,即得种子乳液;
(4)、将0.125份的叔丁基过氧化氢加入12.5份的去离子水中,搅拌均匀得到氧化剂水溶液;
(5)、将0.175份的异抗坏血酸加入20份的去离子水中,搅拌使其溶解得到还原剂水溶液;
(6)、将剩余的预乳液和步骤(2)的引发剂溶液在75℃分别同时滴加到步骤(3)中的种子乳液中,滴加时间2.5小时,滴加结束后继续保温0.1小时,之后分别同时滴加步骤(4)中的氧化剂水溶液和步骤(5)中的还原剂水溶液,滴加时间5分钟,继续保温1.5小时,最后抽真空20分钟。抽真空结束,降温冷却,过滤出料,即得聚丙烯腈粘结剂乳液;
(7)、将步骤(6)得到的聚丙烯腈粘结剂乳液,通过喷雾干燥即得丙烯腈粘结剂粉体。
实施例4
(1)、预乳液的配制:将3.25份的对苯乙烯磺酸钠、3份的碳酸氢钠加入275份去离子水中,搅拌使其溶解得到乳化剂水溶液,将17.5份的丙烯酸异冰片酯、20份的丙烯酸乙酯、175份的丙烯腈、25份的丙烯酸和12.5份的N-羟甲基丙烯酰胺的混合物作为混合单体,将混合单体加入乳化剂水溶液中,搅拌速度500转每分钟,搅拌40分钟,制得预乳液;
(2)、引发剂溶液的配制:将1份的过硫酸钾加入25份的去离子水中,搅拌使其溶解,即得引发剂溶液;
(3)、种子乳液的配置:将0.75份的对苯乙烯磺酸钠、0.5份的碳酸氢钠、0.25份的过硫酸钾加入175份的去离子水中,搅拌使其溶解,加入8%的预乳液,缓慢加热至72℃,反应22分钟,出现明显的蓝色荧光现象,即得种子乳液;
(4)、将0.05份的过硫酸钠加入10份的去离子水中,搅拌均匀得到氧化剂水溶液;
(5)、将0.075份的焦亚硫酸钠加入12.5份的去离子水,搅拌使其溶解得到还原剂水溶液;
(6)、将剩余的预乳液和步骤(2)的引发剂溶液在72℃分别同时滴加到步骤(3)中的种子乳液中,滴加时间3小时,滴加结束后继续保温0.7小时,之后分别同时滴加步骤(4)中的氧化剂水溶液和步骤(5)中的还原剂水溶液,滴加时间8分钟,继续保温1.7小时,最后抽真空40分钟。抽真空结束,降温冷却,过滤出料,即得聚丙烯腈粘结剂乳液;
(7)、将步骤(6)得到的聚丙烯腈粘结剂乳液,通过喷雾干燥即得丙烯腈粘结剂粉体。
实施例5
(1)、预乳液的配制:将2.25份的乙烯基磺酸钠、3.25份的碳酸氢钠加入375份去离子水中,搅拌使其溶解得到乳化剂水溶液,将20份的丙烯酸异冰片酯、30份的丙烯酸乙酯、150份的丙烯腈、37.5份的丙烯酸和12.5份的三羟甲基丙烷三丙烯酸酯的混合物作为混合单体,将混合单体加入乳化剂水溶液中,搅拌速度650转每分钟,搅拌35分钟,制得预乳液;
(2)、引发剂溶液的配制:将0.75份的过硫酸钾加入25份的去离子水中,搅拌使其溶解,即得引发剂溶液;
(3)、种子乳液的配置:将0.75份的乙烯基磺酸钠、0.375份的碳酸氢钠、0.25份的过硫酸钾加入325份的去离子水中,搅拌使其溶解,加入7%的预乳液,缓慢加热至68℃,反应24分钟,出现明显的蓝色荧光现象,即得种子乳液;
(4)、将0.05份的过氧化氢加入10份的去离子水中,搅拌均匀得到氧化剂水溶液;
(5)、将0.075份的甲醛次硫酸氢钠加入12.5份的去离子水,搅拌使其溶解得到还原剂水溶液;
(6)、将剩余的预乳液和步骤(2)的引发剂溶液在68℃分别同时滴加到步骤(3)中的种子乳液中,滴加时间3小时,滴加结束后继续保温0.6小时,之后分别同时滴加步骤(4)中的氧化剂水溶液和步骤(5)中的还原剂水溶液,滴加时间10分钟,继续保温1.6小时,最后抽真空45分钟。抽真空结束,降温冷却,过滤出料,即得聚丙烯腈粘结剂乳液;
(7)、将步骤(6)得到的聚丙烯腈粘结剂乳液,通过冷冻干燥即得丙烯腈粘结剂粉体。
实施例6
(1)、预乳液的配制:将2.75份的脂肪醇醚乙烯基磺酸钠、3份的碳酸氢铵加入275份去离子水中,搅拌使其溶解得到乳化剂水溶液,将15份的甲基丙烯酸环己酯、17.5份的丙烯酸十六烷基酯、162.5份的丙烯腈、50份的丙烯酸羟乙酯和5份的三羟甲基丙烷三丙烯酸酯的混合物作为混合单体,将混合单体加入乳化剂水溶液中,搅拌速度550转每分钟,搅拌35分钟,制得预乳液;
(2)、引发剂溶液的配制:将1份的过硫酸钾加入25份的去离子水中,搅拌使其溶解,即得引发剂溶液;
(3)、种子乳液的配置:将0.75份的脂肪醇醚乙烯基磺酸钠、0.5份的碳酸氢铵、0.25份的过硫酸钾加入175份的去离子水中,搅拌使其溶解,加入7%的预乳液,缓慢加热至71℃,反应28分钟,出现明显的蓝色荧光现象,即得种子乳液;
(4)、将0.075份的过氧化氢加入10份的去离子水中,搅拌均匀得到氧化剂水溶液;
(5)、将0.1份的甲醛次硫酸氢钠加入15份的去离子水,搅拌使其溶解得到还原剂水溶液;
(6)、将剩余的预乳液和步骤(2)的引发剂溶液在71℃分别同时滴加到步骤(3)中的种子乳液中,滴加时间3.7小时,滴加结束后继续保温0.8小时,之后分别同时滴加步骤(4)中的氧化剂水溶液和步骤(5)中的还原剂水溶液,滴加时间8分钟,继续保温1.8小时,最后抽真空37分钟。抽真空结束,降温冷却,过滤出料,即得聚丙烯腈粘结剂乳液;
(7)、将步骤(6)得到的聚丙烯腈粘结剂乳液,通过干燥粉碎即得丙烯腈粘结剂粉体。
实施例7
(1)、预乳液的配制:将2.75份的对苯乙烯磺酸钠、3份的碳酸氢铵加入300份去离子水中,搅拌使其溶解得到乳化剂水溶液,将25份的甲基丙烯酸环己酯、20份的丙烯酸乙酯、162.5份的丙烯腈、30份的衣康酸和12.5份的三聚氰酸三烯丙酯的混合物作为混合单体,将混合单体加入乳化剂水溶液中,搅拌速度700转每分钟,搅拌35分钟,制得预乳液;
(2)、引发剂溶液的配制:将0.75份的过硫酸钠加入25份的去离子水中,搅拌使其溶解,即得引发剂溶液;
(3)、种子乳液的配置:将0.75份的对苯乙烯磺酸钠、0.5份的碳酸氢铵、0.25份的过硫酸钠加入187.5份的去离子水中,搅拌使其溶解,加入6%的预乳液,缓慢加热至69℃,反应30分钟,出现明显的蓝色荧光现象,即得种子乳液;
(4)、将0.075份的过硫酸钠加入10份的去离子水中,搅拌均匀得到氧化剂水溶液;
(5)、将0.1份的焦亚硫酸钠加入15份的去离子水,搅拌使其溶解得到还原剂水溶液;
(6)、将剩余的预乳液和步骤(2)的引发剂溶液在69℃分别同时滴加到步骤(3)中的种子乳液中,滴加时间3.2小时,滴加结束后继续保温0.5小时,之后分别同时滴加步骤(4)中的氧化剂水溶液和步骤(5)中的还原剂水溶液,滴加时间8分钟,继续保温2小时,最后抽真空40分钟。抽真空结束,降温冷却,过滤出料,即得聚丙烯腈粘结剂乳液;
(7)、将步骤(6)得到的聚丙烯腈粘结剂乳液,通过喷雾干燥即得丙烯腈粘结剂粉体。
胶液粘度:将丙烯腈粉体溶于溶剂NMP中,丙烯腈粉体占整个胶液质量的6%,测试胶液粘度;
剥离力:将上述胶液与电极活性材料配制成浆料,涂布于集流体上,利用拉力机进行测试;
溶胀率:将上述的胶液放于烘箱中,60~80℃烘干制成胶膜,将质量为m0的胶膜浸泡于电解液中,在60℃下放置24h,取出,将胶膜表面的电解液擦拭干净,称量其质量记为m1。
溶胀率=(m1-m0)/m0*100%
测试结果
从测试结果来看,本发明实施例制备的丙烯腈粘结剂粉体相比PVDF,具有更好的粘结力,更低的溶胀率。本发明通过上述实施例来说明本发明的详细方法,但本发明并不局限于上述详细方法,即不意味着本发明必须依赖上述详细方法才能实施。本部分的描述仅是示范性和解释性,不应对本发明的保护范围有任何的限制作用。
Claims (8)
1.一种丙烯腈粘结剂粉体,其特征在于,以质量百分比计,包括:
软单体 1-20%
硬单体 5-40%
极性单体 50-90%
功能性单体 2-25%
交联单体 0.5-6%
反应型阴离子乳化剂 0.2-2%
引发剂 0.05-0.6%
缓冲剂 0.1-1.5%
氧化剂 0.01-0.2%
还原剂 0.01-0.2%
所述的软单体为丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸十八烷基酯、丙烯酸十四烷基酯、丙烯酸十七烷基酯、丙烯酸十六烷基酯、丙烯酸乙酯及丙烯酸异丁酯中的一种或几种;
所述的硬单体为丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸环己酯、甲基丙烯酸异冰片酯、丙烯酸异冰片酯、苯乙烯及醋酸乙烯酯中的一种或几种;
所述的极性单体为丙烯腈及甲基丙烯腈的一种或几种;
所述的功能性单体为丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸、丙烯酸羟乙酯、β-丙烯酰氧基丙酸、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸羟丙酯、丙烯酸羟丁酯及甲基丙烯酸羟丁酯中的一种或几种;
所述的交联单体为丙烯酰胺、N,N-亚甲基双丙烯酰胺、三聚氰酸三烯丙酯、季戊四醇三烯丙基醚、甲基丙烯酸缩水甘油酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、N-羟甲基丙烯酰胺及N-甲氧基甲基丙烯酰胺一种或几种;
所述的反应型阴离子乳化剂为丙烯酰胺基异丙基磺酸钠、烯丙氧基羟丙基磺酸钠、乙烯基磺酸钠、对苯乙烯磺酸钠、脂肪醇醚乙烯基磺酸钠及烷基酰胺乙烯磺酸钠中的一种或几种;
所述的缓冲剂为碳酸氢钠、碳酸氢铵及氢氧化锂中的一种或几种;
所述的引发剂为过硫酸钾、过硫酸钠及过硫酸铵中的一种或几种;
所述的氧化剂为过硫酸盐、过氧化氢及叔丁基过氧化氢中的一种或几种;
所述的还原剂为甲醛次硫酸氢钠、异抗坏血酸及焦亚硫酸钠中的一种或几种。
2.一种丙烯腈粘结剂粉体的制备方法,其特征在于,包括下述步骤:
(1)、预乳液的配制:将50-90%的反应型阴离子乳化剂、50-90%的缓冲剂加入去离子水中,搅拌使其溶解得到乳化剂水溶液,将全部的硬单体、软单体、极性单体、功能性单体和交联单体的混合物作为混合单体,将混合单体加入乳化剂水溶液中,搅拌速度300~800转每分钟,搅拌15~45分钟,制得预乳液;
(2)、引发剂溶液的配制:将50-90%的引发剂加入去离子水中,搅拌使其溶解,即得引发剂溶液;
(3)、种子乳液的配置:将剩余的反应型阴离子乳化剂、缓冲剂及引发剂加入去离子水中,搅拌使其溶解,加入2-10%的预乳液,缓慢加热至65~75℃,反应10~30分钟,出现明显的蓝色荧光现象,即得种子乳液;
(4)、将全部的氧化剂加入去离子水中,搅拌均匀得到氧化剂水溶液;
(5)、将全部的还原剂加入去离子水中,搅拌使其溶解得到还原剂水溶液;
(6)、将剩余的预乳液和步骤(2)的引发剂溶液在65~75℃分别同时滴加到步骤(3)中的种子乳液中,滴加时间2.5~4小时,滴加结束后保温0.1~1小时,之后分别同时滴加步骤(4)中的氧化剂水溶液和步骤(5)中的还原剂水溶液,滴加时间5~15min,继续保温1.5~2.5小时,最后抽真空20~50分钟;抽真空结束,降温冷却,过滤出料,即得聚丙烯腈粘结剂乳液;
(7)、将步骤(6)得到的聚丙烯腈粘结剂乳液,通过干燥工艺进行造粉,即得丙烯腈粘结剂粉体;其中:
丙烯腈粘结剂粉体的原料以质量百分比计,包括:
软单体 1-20%
硬单体 5-40%
极性单体 50-90%
功能性单体 2-25%
交联单体 0.5-6%
反应型阴离子乳化剂 0.2-2%
引发剂 0.05-0.6%
缓冲剂 0.1-1.5%
氧化剂 0.01-0.2%
还原剂 0.01-0.2%
所述的软单体为丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸十八烷基酯、丙烯酸十四烷基酯、丙烯酸十七烷基酯、丙烯酸十六烷基酯、丙烯酸乙酯及丙烯酸异丁酯中的一种或几种;
所述的硬单体为丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸环己酯、甲基丙烯酸异冰片酯、丙烯酸异冰片酯、苯乙烯及醋酸乙烯酯中的一种或几种;
所述的极性单体为丙烯腈及甲基丙烯腈的一种或几种;
所述的功能性单体为丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸、丙烯酸羟乙酯、β-丙烯酰氧基丙酸、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸羟丙酯、丙烯酸羟丁酯及甲基丙烯酸羟丁酯中的一种或几种;
所述的交联单体为丙烯酰胺、N,N-亚甲基双丙烯酰胺、三聚氰酸三烯丙酯、季戊四醇三烯丙基醚、甲基丙烯酸缩水甘油酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、N-羟甲基丙烯酰胺及N-甲氧基甲基丙烯酰胺一种或几种。
3.根据权利要求2所述的一种丙烯腈粘结剂粉体的制备方法,其特征在于,所述的反应型阴离子乳化剂为丙烯酰胺基异丙基磺酸钠、烯丙氧基羟丙基磺酸钠、乙烯基磺酸钠、对苯乙烯磺酸钠、脂肪醇醚乙烯基磺酸钠及烷基酰胺乙烯磺酸钠中的一种或几种。
4.根据权利要求2所述的一种丙烯腈粘结剂粉体的制备方法,其特征在于,所述的引发剂为过硫酸钾、过硫酸钠及过硫酸铵中的一种或几种。
5.根据权利要求2所述的一种丙烯腈粘结剂粉体的制备方法,其特征在于,所述的缓冲剂为碳酸氢钠、碳酸氢铵及氢氧化锂中的一种或几种。
6.根据权利要求2所述的一种丙烯腈粘结剂粉体的制备方法,其特征在于,所述的氧化剂为过硫酸盐、过氧化氢及叔丁基过氧化氢中的一种或几种。
7.根据权利要求2所述的一种丙烯腈粘结剂粉体的制备方法,其特征在于,所述的还原剂为甲醛次硫酸氢钠、异抗坏血酸及焦亚硫酸钠中的一种或几种。
8.根据权利要求2所述的一种丙烯腈粘结剂粉体的制备方法,其特征在于,所述的干燥工艺为喷雾干燥、干燥粉碎及冷冻干燥中的一种。
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN115172754A (zh) * | 2022-08-17 | 2022-10-11 | 深圳市皓飞实业有限公司 | 水性粘结剂及制备方法、隔膜及锂离子电池 |
CN117264576A (zh) * | 2023-11-20 | 2023-12-22 | 江苏一特新材料有限责任公司 | 一种锂离子电池铝箔边缘涂敷用新型粘结剂及应用 |
CN117720869A (zh) * | 2024-02-07 | 2024-03-19 | 深圳市研一新材料有限责任公司 | 一种水溶型粘结剂、电池极片及其应用 |
CN117777904A (zh) * | 2024-02-27 | 2024-03-29 | 湖南高瑞电源材料有限公司 | 一种正极无氟粘结剂材料及其制备方法和应用 |
Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2010098380A1 (ja) * | 2009-02-25 | 2010-09-02 | 日本ゼオン株式会社 | リチウムイオン二次電池用電極 |
US20130216906A1 (en) * | 2010-07-22 | 2013-08-22 | Lg Chem, Ltd. | Binder for secondary battery exibiting excellent adhesion force |
JP2014175106A (ja) * | 2013-03-07 | 2014-09-22 | Nippon Carbide Ind Co Inc | リチウムイオン二次電池の電極用バインダー、電極用スラリー、リチウムイオン二次電池用電極及びリチウムイオン二次電池 |
CN104538635A (zh) * | 2014-12-11 | 2015-04-22 | 江西先材纳米纤维科技有限公司 | 一种锂离子电池硅材料用高性能粘结剂及其制备方法 |
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 |
CN106220779A (zh) * | 2016-08-17 | 2016-12-14 | 四川茵地乐科技有限公司 | 丙烯腈共聚物粘合剂及其在锂离子电池中的应用 |
CN110183584A (zh) * | 2019-05-05 | 2019-08-30 | 欣旺达惠州动力新能源有限公司 | 一种丙烯腈聚合物乳液粘结剂及其制备方法 |
CN110982008A (zh) * | 2019-12-30 | 2020-04-10 | 宣城研一新能源科技有限公司 | 锂离子电池负极水性粘结剂 |
CN111057184A (zh) * | 2019-12-30 | 2020-04-24 | 宣城研一新能源科技有限公司 | 负极极片水性粘结剂的制备方法 |
CN111082062A (zh) * | 2019-12-23 | 2020-04-28 | 宣城研一新能源科技有限公司 | 锂离子电池用水溶型粘结剂及其制备方法 |
-
2022
- 2022-04-29 CN CN202210465988.3A patent/CN114736632A/zh active Pending
Patent Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2010098380A1 (ja) * | 2009-02-25 | 2010-09-02 | 日本ゼオン株式会社 | リチウムイオン二次電池用電極 |
US20130216906A1 (en) * | 2010-07-22 | 2013-08-22 | Lg Chem, Ltd. | Binder for secondary battery exibiting excellent adhesion force |
JP2014175106A (ja) * | 2013-03-07 | 2014-09-22 | Nippon Carbide Ind Co Inc | リチウムイオン二次電池の電極用バインダー、電極用スラリー、リチウムイオン二次電池用電極及びリチウムイオン二次電池 |
CN104538635A (zh) * | 2014-12-11 | 2015-04-22 | 江西先材纳米纤维科技有限公司 | 一种锂离子电池硅材料用高性能粘结剂及其制备方法 |
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 |
CN106220779A (zh) * | 2016-08-17 | 2016-12-14 | 四川茵地乐科技有限公司 | 丙烯腈共聚物粘合剂及其在锂离子电池中的应用 |
CN110183584A (zh) * | 2019-05-05 | 2019-08-30 | 欣旺达惠州动力新能源有限公司 | 一种丙烯腈聚合物乳液粘结剂及其制备方法 |
CN111082062A (zh) * | 2019-12-23 | 2020-04-28 | 宣城研一新能源科技有限公司 | 锂离子电池用水溶型粘结剂及其制备方法 |
CN110982008A (zh) * | 2019-12-30 | 2020-04-10 | 宣城研一新能源科技有限公司 | 锂离子电池负极水性粘结剂 |
CN111057184A (zh) * | 2019-12-30 | 2020-04-24 | 宣城研一新能源科技有限公司 | 负极极片水性粘结剂的制备方法 |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN115172754A (zh) * | 2022-08-17 | 2022-10-11 | 深圳市皓飞实业有限公司 | 水性粘结剂及制备方法、隔膜及锂离子电池 |
CN117264576A (zh) * | 2023-11-20 | 2023-12-22 | 江苏一特新材料有限责任公司 | 一种锂离子电池铝箔边缘涂敷用新型粘结剂及应用 |
CN117720869A (zh) * | 2024-02-07 | 2024-03-19 | 深圳市研一新材料有限责任公司 | 一种水溶型粘结剂、电池极片及其应用 |
CN117777904A (zh) * | 2024-02-27 | 2024-03-29 | 湖南高瑞电源材料有限公司 | 一种正极无氟粘结剂材料及其制备方法和应用 |
CN117777904B (zh) * | 2024-02-27 | 2024-05-28 | 湖南高瑞电源材料有限公司 | 一种正极无氟粘结剂材料及其制备方法和应用 |
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