CN116936807A - 可改善锂离子电池放电平台的负极水性粘合剂及制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了可改善锂离子电池放电平台的负极水性粘合剂,包含丙烯酸单元、磺酸单元,丙烯酸酯单元以及交联单元,丙烯酸单元为丙烯酸及其盐组成,8‑40份;磺酸单元为含双键的磺酸盐组成,5‑30份;丙烯酸酯单元10‑40份,交联单元为含有双功能团的单体,0.5‑5份,聚合物聚合时的玻璃化转变温度为30‑150℃。本发明粘合剂,包含亲水单元、非亲水单元以及交联单元,通过对负极水性粘合剂结构的合理设计,提高了锂离子的放电平台,特别是增加倍率的放电效率,有利于提高电池的放电能力和维持高的能量转移能力;其中的磺酸基团,不仅能提供粘合剂连接过程中的粘结力、内聚力,而且还能在放电过程中提供较高的放电平台。
Description
技术领域
本发明涉及一种锂离子电池材料领域,主要涉及了一种可改善锂离子电池放电平台的负极水性粘合剂及制备方法。
背景技术
随着科学技术的发展以及人民物质文化生活水平的提高,人们对可移动的二次电池的要求也越来越高。锂离子二次电池在很多方面能够满足人们对移动电源的使用要求,目前锂离子电池广泛应用于手机数码产品,航模玩具,电动车和汽车等领域。同时,由于锂离子电池符合国家节能减排和可持续发展的方针政策,因此,在新能源规划中,提倡在未来的10-15年里,大力发展锂离子电池。与此同时,随着我国经济发展的持续增长,人们对生活的环境关注度大为提高,因此,在发展任何项目的同时,必须保护我们生存的环境,在环境发展规划中,明确提出:“创新、协调、绿色、开放、共享”五大发展理念,且在重点地区、重点行业推进挥发性有机物总量控制,全国排放总量下降10%以上,并加快产业结构调整,依法淘汰能耗、环保等不达标的产能。由此可见,即便是大力提倡的新能源项目,也必须不以牺牲环境保护为代价进行发展。
随着电池技术的日益发展,对电池性能的要求也逐渐提高。放电平台的高低直接影响了电芯的性能发挥,在相同的放电情况下,放电平台越高,说明电芯电性能的越好。因此,越来越多的研究者将,放电平台的高低来作为评估倍率性能好坏的一个重要指标。粘合剂作为锂离子电池的一种关键性辅料,起结构对电池的性能发挥有非常大的影响。在目前传统的锂离子电池生产制备工艺过程负极(或负极极片)的制备过程中,使用传统的丁苯橡胶(SBR)乳液与羧甲基纤维素钠(CMC)共同作为分散与粘合剂,该体系的搭配组合,能够满足电芯的基本性能要求,但由于其主要结构设计的局限,因此改善SBR对其对放电平台的改善并不显著。而丙烯酸酯类的聚合物,由于其结构的可设计性强,因此该类粘合剂的设计与合成为通过粘合剂改善倍率性的一个重要课题。
目前,国内外研究人员对此做了大量的研究工作,CN201610280305公开了一种可改善锂离子电池放电平台的负极水性粘合剂及制备方法,所述粘合剂含有亲水单元,疏水单元和加强单元的聚合物乳液,所述亲水单元含有磺酸基,其中磺酸基占聚合物重量百分比为3-4%,聚合物玻璃化转变温度为-25~5℃.该粘合剂以水为分散介质,环境友好,且有优良的粘结力,可以降低负极众粘合剂用来,在用量仅为SBR的40%情况,就满足了电池制备的使用要求,而且在低温-20℃放电性能更具有较大的优势。CN115850591A公开了一种乳液型粘合剂的制备方法及其在锂离子电池负极中的应用,所述粘合剂由核壳结构组成,其中壳层主要由耐电解液溶胀的单体共聚得到且玻璃化转变温度较高,可保证粘合剂粒子在高温及电解液浸泡条件下的结构稳定性,有利于锂离子电池高温性能和循环寿命的提升;而壳层由软单体和亲水性单体组成且玻璃化转变温度较低,赋予链段较强的运动能力,有利于其粘结力、浆料分散性和成膜性的提升。CN110364734A公开了一种高性能水性复配锂离子电池负极粘合剂及制备方法与应用。所述负极粘合剂的制备方法包括以下步骤:(1)改性聚丙烯酸得甘氨酰胺改性的聚丙烯酸PAA-GA;(2)配制锂离子电池负极粘合剂:将步骤(1)得到的PAA-GA和水性聚氨酯混合均匀,得锂离子电池负极粘合剂。该技术方案提供的锂离子电池负极粘合剂可用于锂离子电池负极的制备,利用所述负极组装的锂离子电池综合电化学性能良好,具有循环容量高、循环稳定性好等特点。随着科学技术的发展,水性粘合剂已经成为锂离子电池行业发展的趋势,但是其放电平台并未见其明显提升
发明内容
针对上述现有技术的不足,本发明提供一种可改善锂离子电池放电平台的负极水性粘合剂,该粘合剂可以通过对粘合剂结构的合理设计,提高了锂离子的放电平台,特别是增加倍率的放电效率,有利于提高电池的放电能力和维持高的能量转移能力,第二个目的是提供一种可改善锂离子电池放电平台的负极水性粘合剂的制备方法。
为了解决上述技术问题,本发明采用了如下的技术方案:
本发明提供的一种可改善锂离子电池放电平台的负极水性粘合剂及制备方法,其特征在于:其为一种乳液聚合物,包含丙烯酸单元、磺酸单元,丙烯酸酯类单元以及交联单元,其中,丙烯酸单元为丙烯酸及其盐组成,8-40份;磺酸单元为含双键的磺酸盐组成,5-30份;丙烯酸酯单元为丙烯酸酯衍生物组成,10-40份,交联单元为含有双功能团的单体,0.5-5份,聚合物的玻璃化转变温度为30-150℃。
本发明中所述的丙烯酸单元为丙烯酸及其盐,具体为丙烯酸,甲基丙烯酸,丙烯酸盐,甲基丙烯酸盐,衣康酸,马来酸,衣康酸盐,马来酸盐中的任一种,或任意两种,或任意三种,或三种以上,以各自大于百分之零的比例混合的混合单体;其中,盐的阳离子为铵离子,锂离子、钠离子或者钾离子。
本申请发明人的研究发现:
在粘合剂的大分子结构中磺酸单元的基团,不仅能提供粘合剂连接过程中的粘结力,内聚力,而且还能在放电过程中提供较高的放电平台,基于以上考虑,将磺酸单元确定为含双键的磺酸盐,具体为丙烯酰胺基异丙基磺酸盐、2-烯丙基-3-羟基丙烷-1-磺酸盐、乙烯基磺酸盐、烯丙基磺酸盐、甲基丙烯酸磺酸盐、苯乙烯磺酸盐中的任一种,或任意两种,或任意三种,或三种以上,以各自大于百分之零的比例混合的混合单体;其中,盐的阳离子为铵离子,锂离子、钠离子或者钾离子。
本发明所述的丙烯酸酯单元为丙烯酸甲酯,丙烯酸乙酯,丙烯酸丙酯,丙烯酸丁酯,丙烯酸环己酯,丙烯酸月桂酯,丙烯酸乙基己酯,丙烯酸异冰片酯,丙烯酸甲氧基乙酯,丙烯酸乙氧基乙酯,丙烯酸丁氧基乙酯,丙烯酸辛基酯,丙烯酸壬基酯,丙烯酸葵基酯,丙烯酸十三烷基酯,丙烯酸十四烷基酯,丙烯酸十六烷基酯,丙烯酸十七烷基酯,丙烯酸十八烷基酯,丙烯酸二十烷基酯,丙烯酸二十二烷基酯,丙烯酸苄基酯,丙烯酸己内酯,三甲基环己基丙烯酸酯,叔丁基环己基丙烯酸酯,甲基丙烯酸甲酯,甲基丙烯酸乙酯,甲基丙烯酸丙酯,甲基丙烯酸丁酯,甲基丙烯酸环己酯,甲基丙烯酸月桂酯,甲基丙烯酸乙基己酯,甲基丙烯酸异冰片酯,甲基丙烯酸甲氧基乙酯,甲基丙烯酸乙氧基乙酯,甲基丙烯酸辛基酯,甲基丙烯酸壬基酯,甲基丙烯酸葵基酯,甲基丙烯酸乙氧化月桂酯,甲基丙烯酸十三烷基酯,甲基丙烯酸苄基酯,甲基丙烯酸己内酯,三甲基环己基甲基丙烯酸酯,叔丁基环己基甲基丙烯酸酯,丙烯腈,甲基丙烯腈,丁烯腈,5-己烯腈,环己烯-1-腈,2-壬烯腈等中的任一种,或任意两种,或任意三种,或三种以上,以各自大于百分之零的比例混合的混合单体。
本发明所述所述的丙烯酸酯为两种以上丙烯酸酯单体的组合,其中至少一种单体的聚合物玻璃化转变温度大于30℃,至少一种单体的聚合物玻璃化转变温度低于10℃,调节单体的比例,使最终聚合物的玻璃化转变温度在30-150℃。本发明使最终聚合物的玻璃化转变温度在30-150℃,是兼顾粘合剂的粘附力、内聚力和弹性模量等因素得到的温度参数范围,能够提高粘合剂的相关性能指标。
本发明所述的丙烯酸酯为甲基丙烯酸甲酯或者丙烯腈或者甲基丙烯腈或者丁烯腈与丙烯酸丁酯或者丙烯酸乙酯或者丙烯酸甲酯或者丙烯酸辛基酯或者甲基丙烯酸丁酯的混合物,通过调整单体的质量比例,使最终聚合物的玻璃化转变温度在30-150℃。
本发明所述的含有双功能团的单体为二乙烯基苯,N-羟甲基丙烯酰胺,N-羟乙基丙烯酰胺,N-(N-丁氧基甲基)丙烯酰胺,甲基丙烯酸缩水甘油酯,己二醇二丙烯酸酯,二缩三丙二醇二丙烯酸酯,二丙二醇二丙烯酸酯,己二醇二甲基丙烯酸酯中的至少一种。
本发明所述粘合剂用的引发剂为过硫酸钾,过硫酸铵,过硫酸钠,亚硫酸钠、亚硫酸氢钠、偶氮二异庚腈,偶氮二异丁脒盐酸盐(AIBA),偶氮二异丁咪唑啉盐酸盐(AIBI)等中的任一种,任意两种或者两种以上以各自大于百分之零的比例混合。
本发明所述的乳化剂为通用性乳化剂,具体为十二烷基苯磺酸盐,十二烷基硫酸盐,十四烷基硫酸盐,十四烷基磺酸盐,十四烷基苯磺酸盐,十八烷基硫酸盐,十八烷基苯磺酸盐,失水山梨醇三油酸酯,失水山梨醇三硬脂酸酯,聚氧化乙烯(4)失水山梨醇单硬脂酸酯,聚氧化乙烯(20)失水山梨醇三硬脂酸酯中的任一种,任意两种或者两种以上以各自大于百分之零的比例混合;其中,盐的阳离子为铵离子,锂离子、钠离子或者钾离子。
本发明所述的可改善锂离子电池放电平台的负极水性粘合剂的制备方法,其特征在于包括如下步骤,
1)在三颈瓶中加入去离子水,乳化剂,组分物质(单体),按照工艺要求搅拌,如高速搅拌得到预乳化物;用去离子将引发剂溶解成20%的溶液;
2)取步骤1)得到的部分预乳化物,加入到反应釜中,并通氮气一段时间,如30-60分钟,升温至60-90℃,加入部分引发剂溶液,保持搅拌和温度30-120分钟;
3)保持温度,将剩余预乳化物和引发剂溶液同步滴加至反应釜中,然后恒温工艺要求的一段时间,如1-12小时,得到可改善锂离子电池放电平台的负极水性粘合剂。
本发明的可改善锂离子电池放电平台的负极水性粘合剂,相对于现有技术,具有如下特点:
1、本发明的可改善锂离子电池放电平台的负极水性粘合剂,包含亲水单元、非亲水单元以及交联单元,通过对负极水性粘合剂结构的合理设计,提高了锂离子的放电平台,特别是增加倍率的放电效率,有利于提高电池的放电能力和维持高的能量转移能力。
2、本发明亲水单元的磺酸基团,不仅能提供粘合剂连接过程中的粘结力,内聚力,而且还能在放电过程中,提供较高的放电平台。
3、本发明合成过程中用去离子水为传热和分散介质,过程也简单高效,是一种环保的粘合剂。该粘合剂能有效的提高放电时的放电平台,因此对有倍率性要求的电池具有很好的性能优势。
本发明的组分中,粘合剂要由低分子变成高分子,需要组分中的单体单元含有可聚合的双键(在我们这里是碳碳双键)和引发剂,聚合反应开始时,首先自由基引发剂在一定的条件下分解形成最初的引发剂自由基,该自由基和含碳碳双键的单体相互作用,通过打开碳碳双键,通过多次的重复加成反应从而形成高分子粘合剂。
本发明选择双功能的交联单元能在一定范围内提高分子的内聚能,交联密度,后续粘结剂分子对电解液的耐受性等。本发明的磺酸盐带双键是可以将磺酸盐基团引入到粘合剂的分子结构中,从而对粘合剂的主要性能起到改善的作用,提高主要性能参数指标。
附图说明
图1是本发明实施例2粘合剂的8C放电性能测视图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进一步说明。
一种可改善锂离子电池放电平台的负极水性粘合剂及制备方法,其特征在于:其为一种乳液聚合物,包含丙烯酸单元、磺酸单元,丙烯酸酯类单元以及交联单元,其中,丙烯酸单元为丙烯酸及其盐组成,8-40份(质量);磺酸单元为含双键的磺酸盐组成,5-30份(质量);丙烯酸酯单元为丙烯酸酯衍生物组成,10-40份(质量),交联单元为含有双功能团的单体,0.5-5份(质量),聚合物的玻璃化转变温度为30-150℃。
本发明中所述的丙烯酸单元为丙烯酸及其盐,具体为丙烯酸,甲基丙烯酸,丙烯酸盐,甲基丙烯酸盐,衣康酸,马来酸,衣康酸盐,马来酸盐中的任一种,或任意两种,或任意三种,或三种以上,以各自大于百分之零的比例混合的混合单体;其中,盐的阳离子为铵离子,锂离子、钠离子或者钾离子。
本发明人的研究发现:
磺酸基团不仅能提供粘合剂连接过程中的粘结力,内聚力,而且还能在放电过程中,提供较高的放电平台,基于以上考虑,将磺酸单元确定为含双键的磺酸盐,具体为丙烯酰胺基异丙基磺酸盐、2-烯丙基-3-羟基丙烷-1-磺酸盐、乙烯基磺酸盐、烯丙基磺酸盐、甲基丙烯酸磺酸盐、苯乙烯磺酸盐中的任一种,或任意两种,或任意三种,或三种以上,以各自大于百分之零的比例混合的混合单体;其中,盐的阳离子为铵离子,锂离子、钠离子或者钾离子。
本发明所述的丙烯酸酯单元为丙烯酸甲酯,丙烯酸乙酯,丙烯酸丙酯,丙烯酸丁酯,丙烯酸环己酯,丙烯酸月桂酯,丙烯酸乙基己酯,丙烯酸异冰片酯,丙烯酸甲氧基乙酯,丙烯酸乙氧基乙酯,丙烯酸丁氧基乙酯,丙烯酸辛基酯,丙烯酸壬基酯,丙烯酸葵基酯,丙烯酸十三烷基酯,丙烯酸十四烷基酯,丙烯酸十六烷基酯,丙烯酸十七烷基酯,丙烯酸十八烷基酯,丙烯酸二十烷基酯,丙烯酸二十二烷基酯,丙烯酸苄基酯,丙烯酸己内酯,三甲基环己基丙烯酸酯,叔丁基环己基丙烯酸酯,甲基丙烯酸甲酯,甲基丙烯酸乙酯,甲基丙烯酸丙酯,甲基丙烯酸丁酯,甲基丙烯酸环己酯,甲基丙烯酸月桂酯,甲基丙烯酸乙基己酯,甲基丙烯酸异冰片酯,甲基丙烯酸甲氧基乙酯,甲基丙烯酸乙氧基乙酯,甲基丙烯酸辛基酯,甲基丙烯酸壬基酯,甲基丙烯酸葵基酯,甲基丙烯酸乙氧化月桂酯,甲基丙烯酸十三烷基酯,甲基丙烯酸苄基酯,甲基丙烯酸己内酯,三甲基环己基甲基丙烯酸酯,叔丁基环己基甲基丙烯酸酯,丙烯腈,甲基丙烯腈,丁烯腈,5-己烯腈,环己烯-1-腈,2-壬烯腈等中的任一种,或任意两种,或任意三种,或三种以上,以各自大于百分之零的比例混合的混合单体。
本发明所述所述的丙烯酸酯为两种以上丙烯酸酯单体的组合,其中至少一种单体的聚合物玻璃化转变温度大于30℃,至少一种单体的聚合物玻璃化转变温度低于10℃,调节单体的比例,使最终聚合物的玻璃化转变温度在30-150℃。
本发明所述的丙烯酸酯为甲基丙烯酸甲酯或者丙烯腈或者甲基丙烯腈或者丁烯腈与丙烯酸丁酯或者丙烯酸乙酯或者丙烯酸甲酯或者丙烯酸辛基酯或者甲基丙烯酸丁酯的混合物,通过调整比例,使最终聚合物的玻璃化转变温度在30-150℃。
本发明所述的含有双功能团的单体为二乙烯基苯,N-羟甲基丙烯酰胺,N-羟乙基丙烯酰胺,N-(N-丁氧基甲基)丙烯酰胺,甲基丙烯酸缩水甘油酯,己二醇二丙烯酸酯,二缩三丙二醇二丙烯酸酯,二丙二醇二丙烯酸酯,己二醇二甲基丙烯酸酯中的至少一种。
本发明粘合剂用的引发剂为过硫酸钾,过硫酸铵,过硫酸钠,亚硫酸钠、亚硫酸氢钠、偶氮二异庚腈,偶氮二异丁脒盐酸盐(AIBA),偶氮二异丁咪唑啉盐酸盐(AIBI)等中的任一种,任意两种或者两种以上以各自大于百分之零的比例混合。引发剂一般采用常规的剂量,通常在0.6%-2%左右。
本发明粘合剂用的乳化剂为通用性乳化剂,具体为十二烷基苯磺酸盐,十二烷基硫酸盐,十四烷基硫酸盐,十四烷基磺酸盐,十四烷基苯磺酸盐,十八烷基硫酸盐,十八烷基苯磺酸盐,失水山梨醇三油酸酯,失水山梨醇三硬脂酸酯,聚氧化乙烯(4)失水山梨醇单硬脂酸酯,聚氧化乙烯(20)失水山梨醇三硬脂酸酯中的任一种,任意两种或者两种以上以各自大于百分之零的比例混合;其中,盐的阳离子为铵离子,锂离子、钠离子或者钾离子。乳化剂般采用常规的剂量,通常在0.6%-5%左右。
本发明所述的可改善锂离子电池放电平台的负极水性粘合剂的制备方法,其特征在于包括如下步骤,
1)在三颈瓶中加入去离子水,乳化剂,前述可改善锂离子电池放电平台的负极水性粘合剂的组分(单体),按照工艺要求搅拌,高速搅拌得到预乳化物;用去离子将引发剂溶解成20%的溶液;
2)取部分步骤1)得到的预乳化物,不超过总质量的50%,加入到反应釜中,并通氮气一段时间,如30-60分钟,升温至60-90℃,加入部分引发剂溶液,搅拌,保持温度30-120分钟;
3)保持温度,将剩余单体混合物和引发剂溶液同步滴加至反应釜中,然后恒温工艺要求的一段时间,如1-12小时,得到可改善锂离子电池放电平台的负极水性粘合剂。
本发明合成过程中用去离子水为传热和分散介质,过程也简单高效,是一种环保的粘合剂。该粘合剂能有效的提高放电时的放电平台,因此对有倍率性要求的电池具有很好的性能优势。
实施例1:
1)在预乳化瓶中加入380g去离子水,3g十二烷基苯磺酸钠,充分搅拌后加入丙烯酸锂20g,丙烯酰胺异丙基磺酸锂25g,丙烯腈30g,丙烯酸乙酯25g,二乙烯基苯2g,高速搅拌得到预乳化物;用去离子将1g过硫酸钠用19g去离子水溶解成20%的溶液;
2)取三分之一的预乳化物加入到反应釜中,并通氮气30-60分钟,升温至70℃,加入二分之一的引发剂溶液,保持搅拌和温度60分钟;
3)将剩余与乳化物和引发剂溶液时滴加至反应釜中,滴加时间3.5小时,滴加温度75℃,滴加完成后升温至80℃,然后恒温2小时,得到可改善锂离子电池放电平台的负极水性粘合剂。
实施例2:
本实施例采用上述实施例1相同的工艺方法,与实施例1的不同之处在于丙烯酸锂用丙烯酰胺等量代替。
实施例3:
本实施例采用上述实施例1相同的工艺方法,与实施例1的不同之处在于二乙烯基苯用4g N-羟甲基丙烯酰胺代替。
实施例4:
1)在预乳化瓶中加入380g去离子水,2g十二烷基苯磺酸钠,充分搅拌后加入甲基丙烯酸钠27g,甲基丙烯酸磺酸盐24g,甲基丙烯酸甲酯25g,丙烯酸丁酯20g,己二醇二丙烯酸酯2g,高速搅拌得到预乳化物;用去离子将1g过硫酸钠用19g去离子水溶解成20%的溶液;
2)取三分之一的预乳化物加入到反应釜中,并通氮气30-60分钟,升温至72℃,加入二分之一的引发剂溶液,保持搅拌和温度60分钟;
3)将剩余与乳化物和引发剂溶液时滴加至反应釜中,滴加时间3.5小时,滴加温度75℃,滴加完成后升温至82℃,然后恒温6小时,得到可改善锂离子电池放电平台的负极水性粘合剂。
实施例5:
本实施例与实施例4的方法工艺基本相同,主要变化在使用的引发剂为偶氮二异丁脒盐酸盐,反应温度控制在50-60℃,整体反应时间延长6h,制备的粘合剂乳液粘度较大,流动性好,有耐水性,该粘合剂的热稳定性优异,分解温度高。
实施例6:
本实施例与实施例4的方法工艺基本相同,主要变化在使用丙烯腈等量代替甲基丙烯酸甲酯。
实施例7:
本实施例采用上述实施例2制备的粘合剂150g,去离子水1000g,低速搅拌稀释成均一混合物,然后加入导电石墨5g,高速搅拌90分钟,再往混合体系中加入石墨1455g,高速分散120分钟,加入适量的去离子水调节粘度在2500-3500厘泊,用150目滤网过滤后,涂布在铜箔上,面密度为200g/m2,压实制备电芯,然后用生产过程中使用的SBR与CMC组合粘合剂制备的电池为参照样,制备成相对应的电芯,测试其放电性能.如图1所示,在倍率放电的情况下,使用实施例2制备的粘合剂,放电平台比用传统SBR与CMC组合制备的电芯明显高,其电性能更优。
最后需要说明的是,以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制技术方案,尽管申请人参照较佳实施例对本发明进行了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,那些对本发明的技术方案进行修改或者等同替换,而不脱离本技术方案的宗旨和范围,均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (10)
1.一种可改善锂离子电池放电平台的负极水性粘合剂,其特征在于:其为一种乳液聚合物,包含丙烯酸单元、磺酸单元,丙烯酸酯单元以及交联单元,其中,丙烯酸单元为丙烯酸及其盐组成,8-40份;磺酸单元为含双键的磺酸盐组成,5-30份;丙烯酸酯单元为丙烯酸酯衍生物组成,10-40份,交联单元为含有双功能团的单体,0.5-5份,聚合物聚合时的玻璃化转变温度为30-150℃。
2.根据权利要求1所述的可改善锂离子电池放电平台的负极水性粘合剂,其特征在于,所述的丙烯酸单元为丙烯酸及其盐,为丙烯酸,丙烯酸盐,甲基丙烯酸,甲基丙烯酸盐,衣康酸,衣康酸盐,马来酸,马来酸盐中的任一种,或任意两种,或任意三种,或三种以上,以各自大于百分之零的比例混合的混合单体;其中,盐的阳离子为铵离子,锂离子、钠离子或者钾离子。
3.根据权利要求1所述的可改善锂离子电池放电平台的负极水性粘合剂,其特征在于,所述磺酸单元为含双键的磺酸盐,为丙烯酰胺基异丙基磺酸盐,2-烯丙基-3-羟基丙烷-1-磺酸盐,乙烯基磺酸盐,烯丙基磺酸盐,甲基丙烯酸磺酸盐,苯乙烯磺酸盐中的任一种,或任意两种,或任意三种,或三种以上,以各自大于百分之零的比例混合的混合单体;其中,盐的阳离子为铵离子,锂离子、钠离子或者钾离子。
4.根据权利要求1—3任一所述的可改善锂离子电池放电平台的负极水性粘合剂,其特征在于,所述的丙烯酸酯单元为丙烯酸甲酯,丙烯酸乙酯,丙烯酸丙酯,丙烯酸丁酯,丙烯酸环己酯,丙烯酸月桂酯,丙烯酸乙基己酯,丙烯酸异冰片酯,丙烯酸甲氧基乙酯,丙烯酸乙氧基乙酯,丙烯酸丁氧基乙酯,丙烯酸辛基酯,丙烯酸壬基酯,丙烯酸葵基酯,丙烯酸十三烷基酯,丙烯酸十四烷基酯,丙烯酸十六烷基酯,丙烯酸十七烷基酯,丙烯酸十八烷基酯,丙烯酸二十烷基酯,丙烯酸二十二烷基酯,丙烯酸苄基酯,丙烯酸己内酯,三甲基环己基丙烯酸酯,叔丁基环己基丙烯酸酯,甲基丙烯酸甲酯,甲基丙烯酸乙酯,甲基丙烯酸丙酯,甲基丙烯酸丁酯,甲基丙烯酸环己酯,甲基丙烯酸月桂酯,甲基丙烯酸乙基己酯,甲基丙烯酸异冰片酯,甲基丙烯酸甲氧基乙酯,甲基丙烯酸乙氧基乙酯,甲基丙烯酸辛基酯,甲基丙烯酸壬基酯,甲基丙烯酸葵基酯,甲基丙烯酸乙氧化月桂酯,甲基丙烯酸十三烷基酯,甲基丙烯酸苄基酯,甲基丙烯酸己内酯,三甲基环己基甲基丙烯酸酯,叔丁基环己基甲基丙烯酸酯,丙烯腈,甲基丙烯腈,丁烯腈,5-己烯腈,环己烯-1-腈,2-壬烯腈等中的任一种,或任意两种,或任意三种,或三种以上以各自大于百分之零的比例混合的混合单体。
5.根据权利要求4所述的可改善锂离子电池放电平台的负极水性粘合剂,其特征在于,所述的丙烯酸酯单元为两种以上丙烯酸酯单体的组合,其中至少一种单体的聚合物玻璃化转变温度大于30℃,至少一种单体的聚合物玻璃化转变温度低于10℃,调节单体的质量比例,使最终聚合物的玻璃化转变温度在30-150℃。
6.根据权利要求1—3任一所述的可改善锂离子电池放电平台的负极水性粘合剂,其特征在于,所述的含有双功能团的单体为二乙烯基苯,N-羟甲基丙烯酰胺,N-羟乙基丙烯酰胺,N-(N-丁氧基甲基)丙烯酰胺,甲基丙烯酸缩水甘油酯,己二醇二丙烯酸酯,二缩三丙二醇二丙烯酸酯,二丙二醇二丙烯酸酯,己二醇二甲基丙烯酸酯中的至少一种。
7.根据权要求1—3任一所述的可改善锂离子电池放电平台的负极水性粘合剂,其特征在于,粘合剂用的引发剂为过硫酸钾,过硫酸铵,过硫酸钠,亚硫酸钠、亚硫酸氢钠、偶氮二异庚腈,偶氮二异丁脒盐酸盐(AIBA),偶氮二异丁咪唑啉盐酸盐(AIBI)等中的任一种,任意两种或者两种以上以各自大于百分之零的比例混合。
8.根据权利要求1—3任一所述的可改善锂离子电池放电平台的负极水性粘合剂,粘合剂用的乳化剂为十二烷基苯磺酸盐,十二烷基硫酸盐,十四烷基硫酸盐,十四烷基磺酸盐,十四烷基苯磺酸盐,十八烷基硫酸盐,十八烷基苯磺酸盐,失水山梨醇三油酸酯,失水山梨醇三硬脂酸酯,聚氧化乙烯(4)失水山梨醇单硬脂酸酯,聚氧化乙烯(20)失水山梨醇三硬脂酸酯中的任一种,或任意两种,或任意三种,或三种以上,以各自大于百分之零的比例混合;其中,盐的阳离子为铵离子,锂离子、钠离子或者钾离子。
9.可改善锂离子电池放电平台的负极水性粘合剂的制备方法,其特征在于包括如下步骤,
1)在三颈瓶中加入去离子水,乳化剂,权利要求1—7任一所述的可改善锂离子电池放电平台的负极水性粘合剂的组分,按照工艺要求搅拌得到预乳化物;用去离子水将引发剂溶解成20%的溶液;
2)取步骤1)得到的预乳化物的一部分,质量在50%以下,加入到反应釜中,并通氮气一段时间,升温至60-90℃,加入部分引发剂溶液,搅拌,保持温度30-120分钟;
3)保持温度,将剩余预乳化物和引发剂溶液同步滴加至反应釜中,然后恒温工艺要求的一段时间,得到可改善锂离子电池放电平台的负极水性粘合剂。
10.根据权利要求9所述的可改善锂离子电池放电平台的负极水性粘合剂的制备方法,其特征在于,所述的恒温时间为1-12小时。
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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 |
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