WO2024146078A1 - 粘结剂及其制备方法、以及隔膜、电极组件、电池单体、电池和用电装置 - Google Patents

粘结剂及其制备方法、以及隔膜、电极组件、电池单体、电池和用电装置 Download PDF

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WO2024146078A1
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monomer
binder
acrylate
battery
adhesive
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PCT/CN2023/099992
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洪海艺
李雷
程晓楠
杨建瑞
康海杨
郑义
孙成栋
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宁德时代新能源科技股份有限公司
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    • 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

Definitions

  • the present application relates to the field of battery technology, and in particular to a binder and a preparation method thereof, as well as a diaphragm, an electrode assembly, a battery cell, a battery and an electrical device.
  • the main purpose of the present application is to provide a binder, which aims to improve the bonding force between the diaphragm and the pole piece and improve the cycle performance of the battery.
  • an adhesive which includes a capsule shell and a core material disposed in the capsule shell, wherein the capsule shell includes an organic polymer and the core material includes a plasticizer.
  • the adhesive of the present application comprises a capsule shell and a core material disposed in the capsule shell, wherein the capsule shell comprises an organic polymer and the core material comprises a plasticizer.
  • the plasticizer as a core material in the capsule shell of the organic polymer, the bonding performance of the organic polymer is improved, so that the bonding force between the diaphragm and the pole piece is improved through the adhesive.
  • the mass ratio of the core material to the capsule shell is 1:(10-100), optionally 1:(20-90).
  • the capsule-shaped adhesive has the capsule shell as the main bonding agent, and to avoid the capsule shell from breaking, the mass of the capsule shell is greater than the mass of the core material to ensure the bonding and stability of the capsule structure.
  • the mass ratio of the core material to the capsule shell is 1:(10-100), and the above 1:(10-100) includes the minimum and maximum values of the range, as well as every value between the minimum and maximum values. Specific examples include but are not limited to the point values in the embodiments and 1:10, 1:20, 1:30, 1:40, 1:50, 1:60, 1:70, 1:80, 1:90, 1:100, etc.
  • the mass ratio of the core material to the capsule shell is 1:(20-90).
  • the values include the minimum and maximum values of the range, and every value between the minimum and maximum values. Specific examples include but are not limited to the point values in the embodiments and 1:20, 1:30, 1:40, 1:50, 1:60, 1:70, 1:80, 1:90, etc.
  • the volume average particle size Dv50 of the binder is 0.5 ⁇ m-100 ⁇ m, optionally 7 ⁇ m-8 ⁇ m.
  • the volume average particle size Dv50 of the binder in the present application can be lower than 0.5 ⁇ m and higher than 100 ⁇ m.
  • the volume average particle size Dv50 of the binder cannot be too large or too small. If the binder is too small, it is easy to block the pores of the diaphragm and reduce the permeability of lithium ions on the diaphragm. If the binder is too large, a thicker coating will be formed when the binder is coated on the diaphragm, which will affect the energy density of the battery prepared later. Therefore, the volume average particle size Dv50 of the binder is 50 is 0.5 ⁇ m-100 ⁇ m.
  • the values include the minimum and maximum values of the range, and every value between the minimum and maximum values. Specific examples include but are not limited to the point values in the embodiments and 0.5 ⁇ m, 1 ⁇ m, 5 ⁇ m, 10 ⁇ m, 15 ⁇ m, 20 ⁇ m, 25 ⁇ m, 30 ⁇ m, 35 ⁇ m, 40 ⁇ m, 45 ⁇ m, 50 ⁇ m, 60 ⁇ m, 70 ⁇ m, 80 ⁇ m, 90 ⁇ m, 100 ⁇ m, etc.
  • the capsule shell of the present application needs to have bonding properties.
  • Polyacrylate polymers and urea-formaldehyde resins have good bonding properties. Therefore, they can achieve better bonding effects when used as capsule shells.
  • the capsule shell material of the present application is not limited, and other materials with good bonding properties and stability can be applied to the present application.
  • the constituent monomers of the polyacrylate polymer in the present application include a first polymerized flexible monomer, a second polymerized polar monomer and a third polymerized molecular weight regulating monomer.
  • a polymer is obtained through a cross-linking reaction of the three monomers, and the molecular weight and glass transition temperature of the polymer can be controlled, thereby improving the bonding properties of the adhesive.
  • the bonding effect of the adhesive is better.
  • the value includes the minimum value and the maximum value of the range, and each value between the minimum value and the maximum value.
  • Specific examples include but are not limited to the point values in the embodiment and 1:0.01:0.01, 1 :0.1:0.01, 1:0.4:0.01, 1:0.8:0.01, 1:0.01:0.05, 1:0.01:0.1, 1:0.01:0.15, 1:0.1:0.01, 1:0.1:0.05, 1:0.1:0.15, 1:0.4:0.01, 1:0.4:0.05, 1:0.4:0.15, 1:0.8:0.01, 1:0.8:0.05, 1:0.8:0.15, etc.
  • the first polymerizable flexible monomer is an acrylate monomer
  • the second polymerizable polar monomer is an acrylonitrile monomer
  • the third polymerizable molecular weight regulating monomer is an acrylamide monomer
  • Acrylonitrile monomers which have a highly polar cyano group, help to improve ionic conductivity and enhance adhesion.
  • Acrylamide monomers play a role in regulating molecular weight and also have good adhesion.
  • the polymers prepared from the above three types of monomers can control the molecular weight and glass transition temperature of the polymers, thereby improving the bonding properties of the adhesive.
  • the acrylic acid ester monomer includes at least one of methyl acrylate, ethyl acrylate, n-butyl acrylate, isobutyl acrylate, sec-butyl acrylate, tert-butyl acrylate, n-propyl acrylate, cyclohexyl acrylate, lauryl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, 2-hydroxyethyl acrylate, 2-hydroxypropyl acrylate, methyl methacrylate, ethyl methacrylate, n-butyl methacrylate, 2-ethylhexyl methacrylate, isobornyl methacrylate, lauryl methacrylate, 2-hydroxyethyl methacrylate and 2-hydroxypropyl methacrylate;
  • the plasticizer includes at least one of dibutyl phthalate, dioctyl adipate, dibutyl sebacate, dioctyl sebacate, and di-n-butyl adipate.
  • the present application provides a method for preparing a binder, comprising the following steps:
  • the type of organic polymer in the present application is not limited.
  • the organic polymer needs to have adhesive properties, for example, it can be a polyacrylate polymer or a urea-formaldehyde resin.
  • the mass ratio of the plasticizer to the mass ratio of the constituent monomers of the organic polymer is 1:(10-100), and optionally 1:(20-90).
  • the values include the minimum and maximum values of the range, and every value between the minimum and maximum values. Specific examples include but are not limited to the point values in the embodiments and 1:20, 1:30, 1:40, 1:50, 1:60, 1:70, 1:80, 1:90, etc.
  • An embodiment of the present application provides a diaphragm, on which is provided the above-mentioned adhesive or an adhesive prepared by the above-mentioned adhesive preparation method.
  • the diaphragm is coated with the above-mentioned adhesive, which can improve the bonding performance between the pole piece and the adhesive and improve the opening problem of the existing battery cell pre-cooling pressing process.
  • An embodiment of the present application provides an electrode assembly, which includes the above-mentioned diaphragm.
  • An embodiment of the present application provides a battery cell, wherein the battery cell includes the electrode assembly as described above.
  • Applying the electrode assembly to a battery cell can improve the large-clamp cycle performance of the battery cell.
  • An embodiment of the present application provides an electrical device, which includes the above-mentioned battery cell or the above-mentioned battery.
  • FIG1 is a schematic flow chart of a method for preparing a binder provided in an embodiment of the present application
  • FIG5 is a schematic diagram of an electrode assembly provided in an embodiment of the present application.
  • the method includes steps (a) and (b), which means that the method may include steps (a) and (b) performed sequentially, or may include steps (b) and (a) performed sequentially.
  • the method may further include step (c), which means that step (c) may be added to the method in any order.
  • the method may include steps (a), (b) and (c), or may include steps (a), (c) and (b), or may include steps (c), (a) and (b), etc.
  • the “include” and “comprising” mentioned in this application represent open-ended or closed-ended expressions.
  • the “include” and “comprising” may represent that other components not listed may also be included or only the listed components may be included or only the listed components may be included.
  • the term "or” is inclusive.
  • the phrase “A or B” means “A, B, or both A and B”. More specifically, any of the following conditions satisfies the condition "A or B”: A is true (or exists) and B is false (or does not exist); A is false (or does not exist) and B is true (or exists); or both A and B are true (or exist).
  • Lithium-ion batteries are composed of four parts: positive electrode materials, negative electrode materials, electrolytes, and diaphragms.
  • the diaphragm is a functional membrane material with a microporous structure, and its thickness is generally 8 ⁇ m to 40 ⁇ m. In the battery system, it plays the role of separating the positive and negative electrodes, blocking the passage of electrons in the circuit during charging and discharging, and allowing the free passage of lithium ions in the electrolyte. It can selectively close the micropores when the battery is charging and discharging or the temperature rises to limit excessive current and prevent short circuits. The quality of its performance directly determines the overall performance of the battery.
  • Traditional lithium-ion battery diaphragms are polyolefin diaphragms, mostly single-layer or three-layer structures, such as single-layer PE, single-layer PP, PP/PE/PP composite films, etc.
  • traditional lithium-ion battery diaphragms are non-polar, and the direct bonding effect with the positive and negative electrode plates is poor, and adhesives are often coated on their surfaces for bonding.
  • the commonly used binder is polyvinylidene fluoride, which is a homopolymer with a crystallinity of about 50%. The high crystallinity leads to insufficient adhesion between the diaphragm and the positive and negative electrode plates, and the problem of battery cell opening often occurs. At the same time, it has poor wettability to the electrolyte and cannot meet the performance requirements of power lithium-ion batteries for coated diaphragms.
  • the power performance of the battery cell will deteriorate, for example, the rate performance will be reduced, and at the same time, the cycle performance will deteriorate.
  • the battery cell is loose, resulting in a slower battery charging speed, and at the same time, the battery cycle performance deteriorates, which directly leads to a shortened battery life. Electric vehicles need to replace batteries frequently, and consumers' costs on electric vehicles increase.
  • Organic polymers are polymers obtained by polymerizing organic monomers. In the present application, they refer to organic polymers having adhesive properties.
  • the capsule shell structure refers to a covering structure used to cover the contents. As shown in FIG. 3 , the capsule shell structure 6 covers the core material 7 .
  • Plasticizer The main function of plasticizer is to weaken the secondary bonds between polymer molecules, increase the mobility of resin molecular bonds, reduce the crystallinity of resin molecules, increase the plasticity of resin molecules, and enhance their flexibility.
  • Plasticizer is a type of substance that can improve the rationality of polymers. The addition of plasticizers can reduce the interaction between polymer molecular chains, reduce the glass transition temperature, flow temperature and melting point of the contained microcrystals of the polymer, and improve the plasticity of the resin, making the product soft and resistant to low temperatures.
  • the present application adopts a capsule shell structure to coat a plasticizer core material to obtain a capsule structure adhesive, thereby improving the overall flexibility of the capsule structure adhesive, thereby improving the adhesive performance of the adhesive, so as to improve the adhesive force between the diaphragm and the pole piece through the adhesive.
  • the adhesive of the present application has good adhesive performance, and the pole piece will not be separated from the diaphragm during the expansion process, avoiding problems such as the opening of the battery cell; at the same time, the battery cell maintains good hardness, improving the dynamic performance and cycle performance of the battery cell.
  • the adhesive when the battery cell is pre-cold pressed, due to the increased flexibility of the adhesive, the adhesive can fully penetrate into the gaps between the positive and negative electrode plates and the diaphragm. That is, there are gaps between the electrode plates and the diaphragm, and the adhesive penetrates into the gaps, effectively connecting the electrode plates and the diaphragm, and the adhesive is difficult to escape from the gaps.
  • the adhesive has toughness and can effectively connect the two during expansion, so that the adhesive can give full play to its bonding properties, which in turn helps to improve the battery's dynamic performance and large clamp cycle performance.
  • the plasticizer is arranged inside the capsule shell of the organic polymer.
  • the uniformity of the distribution of the plasticizer can be improved.
  • adding the plasticizer to the monomer of the organic polymer for polymerization may lead to uneven dispersion of the plasticizer in the organic polymer.
  • the mixed binder is used for the diaphragm, under the condition of uneven dispersion of the plasticizer, some parts of the diaphragm may have good flexibility and some parts may have poor flexibility, and the overall performance of the diaphragm may be unstable.
  • the preparation of the capsule structure binder can obtain a binder with a capsule structure containing a relatively uniform plasticizer core material, thereby improving the overall performance of the binder, which is conducive to the application of the binder to the diaphragm and improving the overall performance of the diaphragm.
  • the binder When the binder is coated on the diaphragm, the binder needs to be premixed with other raw materials.
  • the premixed raw materials are water-based systems, and the plasticizer is an oily substance.
  • the plasticizer is exposed to the outside, resulting in poor mixing and dispersion, poor mixing, poor uniformity of the material coated on the diaphragm, and poor diaphragm performance. Therefore, the plasticizer is contained inside the capsule as a core material, which is not only conducive to the premixing operation, but also improves the overall performance of the diaphragm.
  • the mass ratio of the core material to the capsule shell is 1:(10-100), optionally 1:(20-90).
  • the capsule-shaped adhesive has the capsule shell as the main bonding agent, and to avoid the capsule shell from breaking, the mass of the capsule shell is greater than the mass of the core material to ensure the bonding and stability of the capsule structure.
  • the mass ratio of the core material to the capsule shell is 1:(10-100), and the above 1:(10-100) includes the minimum and maximum values of the range, as well as every value between the minimum and maximum values. Specific examples include but are not limited to the point values in the embodiments and 1:10, 1:20, 1:30, 1:40, 1:50, 1:60, 1:70, 1:80, 1:90, 1:100, etc.
  • the mass ratio test method is as follows: during the preparation of the binder, the mass of the monomer used to prepare the core layer structure input during the reaction is recorded as m, and the mass of the monomer used to prepare the shell layer structure is recorded as n.
  • the mass ratio of the core layer structure to the shell layer structure is m:n.
  • the values include the minimum and maximum values of the range, and every value between the minimum and maximum values. Specific examples include but are not limited to the point values in the embodiments and 1:20, 1:30, 1:40, 1:50, 1:60, 1:70, 1:80, 1:90, etc.
  • the volume average particle size Dv50 of the binder is 0.5 ⁇ m-50 ⁇ m.
  • the volume average particle size Dv50 of the adhesive can be tested by a method known in the art.
  • GB/T19077-2016 can be referred to, and a Malvern laser particle size analyzer can be used for characterization testing, such as a Malvern Mastersizer-3000 or other instrument.
  • the volume average particle size Dv50 of the binder is 0.5 ⁇ m-100 ⁇ m, optionally 7 ⁇ m-8 ⁇ m.
  • the volume average particle size Dv50 of the binder in the present application can be lower than 0.5 ⁇ m and higher than 100 ⁇ m.
  • the volume average particle size Dv50 of the binder cannot be too large or too small. If the binder is too small, it is easy to block the pores of the diaphragm and reduce the permeability of lithium ions on the diaphragm. If the binder is too large, a thicker coating will be formed when the binder is coated on the diaphragm, which will affect the energy density of the battery prepared later. Therefore, the volume average particle size Dv50 of the binder is 50 is 0.5 ⁇ m-100 ⁇ m.
  • the values include the minimum and maximum values of the range, and every value between the minimum and maximum values. Specific examples include but are not limited to the point values in the embodiments and 0.5 ⁇ m, 1 ⁇ m, 5 ⁇ m, 10 ⁇ m, 15 ⁇ m, 20 ⁇ m, 25 ⁇ m, 30 ⁇ m, 35 ⁇ m, 40 ⁇ m, 45 ⁇ m, 50 ⁇ m, 60 ⁇ m, 70 ⁇ m, 80 ⁇ m, 90 ⁇ m, 100 ⁇ m, etc.
  • the volume average particle size Dv50 of the binder is 7 ⁇ m-8 ⁇ m.
  • the volume average particle size Dv50 of the binder is 7 ⁇ m-8 ⁇ m, and the performance of the obtained diaphragm is better.
  • the value is The minimum and maximum values of the range are included, as well as every value between such minimum and maximum values. Specific examples include, but are not limited to, the point values in the embodiments and 7 ⁇ m, 7.5 ⁇ m, 8 ⁇ m, etc.
  • the capsule shell includes at least one of a polyacrylate polymer and a urea-formaldehyde resin.
  • Polyacrylate polymers are polymers with acrylic acid esters as monomers.
  • Urea-formaldehyde resin is the initial urea-formaldehyde resin formed by the condensation of urea and formaldehyde in the presence of a catalyst (alkaline or acidic catalyst).
  • the capsule shell of the present application needs to have bonding properties, and polyacrylate polymers have good bonding properties. Therefore, as a capsule shell, it can achieve a better bonding effect.
  • the capsule shell material of the present application is not limited, and other materials with good bonding properties and stability can be applied to the present application.
  • the polymer capsule is prepared by coating the plasticizer with at least one of a polyacrylate polymer and a urea-formaldehyde resin, which can give full play to the synergistic effect of the two, and is coated on the diaphragm to improve the pre-cooling pressure bonding strength between the diaphragm and the positive and negative electrode sheets, avoiding problems such as battery cell opening; at the same time, the adhesive is coated on the diaphragm and applied to the lithium-ion battery, which can improve the hardness of the battery cell and the cycle performance of the lithium-ion battery.
  • the constituent monomers of the polyacrylate polymer include a first polymerized flexible monomer, a second polymerized polar monomer, and a third polymerized molecular weight regulating monomer.
  • Polar monomers are monomers containing polar groups. Polar monomers help improve the adhesion of polymers.
  • Molecular weight regulating monomers monomers participating in the cross-linking reaction, are used to adjust the molecular weight of the polymer.
  • the molecular weight of the adhesive is within a certain range and helps to improve the adhesion.
  • the constituent monomers of the polyacrylate polymer in the present application include a first polymerized flexible monomer, a second polymerized polar monomer and a third polymerized molecular weight regulating monomer.
  • a polymer is obtained through a cross-linking reaction of the three monomers, and the molecular weight and glass transition temperature of the polymer can be controlled, thereby improving the bonding properties of the adhesive.
  • the softening point of the modified polymer is lowered, and the binder can fully penetrate into the gaps between the positive and negative electrode plates and the diaphragm. That is, there are gaps between the electrode plates and the diaphragm, and the adhesive penetrates into the gaps to effectively connect the electrode plates and the diaphragm.
  • the binder is difficult to escape from the gaps.
  • the binder has toughness and can effectively connect the two during expansion, so that the binder can give full play to its bonding properties, which in turn helps to improve the battery's dynamic performance and large clamp cycle performance.
  • the structure of the first polymerized flexible monomer contains an ester bond (-COOR (R is generally an alkyl group or other non-H group)), the structure of the second polymerized polar monomer contains a cyano group (-C ⁇ N), and the third polymerized molecular weight regulating monomer contains an amide bond (-CO-NH-).
  • acrylamide monomers include at least one of acrylamide, N-hydroxymethyl acrylamide and N-butoxymethyl acrylamide; that is, the constituent monomers of the polyacrylate polymer may include one of the above-mentioned acrylamide monomers, or may include multiple acrylamide monomers mentioned above, without specific limitation.
  • the present application further provides a method for preparing a binder, comprising the following steps:
  • Emulsion polymerization is a process in which monomers are dispersed in water with the help of emulsifiers and mechanical stirring to form an emulsion, and then an initiator is added to initiate the polymerization of the monomers.
  • Emulsifiers are substances that can transform incompatible oils and water into emulsions that are difficult to separate.
  • a surfactant that has both water-loving polar groups and hydrophobic (lipophilic) non-polar groups.
  • An initiator is a substance that can initiate polymerization of monomers.
  • free radical initiators refer to a class of compounds that are easily decomposed into free radicals (i.e., primary free radicals) by heat, and can be used to initiate free radical polymerization and copolymerization of olefin and diene monomers.
  • step 3 The initiator in step 3 needs to be at a certain temperature to be transformed into a catalyst capable of initiating monomer polymerization. Therefore, step 3 is carried out on a heating strip.
  • the organic polymer includes at least one of a polyacrylate polymer and a urea-formaldehyde resin.
  • the type of organic polymer in the present application is not limited.
  • the organic polymer needs to have adhesive properties, for example, it can be at least one of polyacrylate polymers and urea-formaldehyde resins.
  • the mass ratio of the plasticizer to the mass ratio of the constituent monomers of the organic polymer is 1:(10-100), and optionally 1:(20-90).
  • the values include the minimum and maximum values of the range, and every value between the minimum and maximum values. Specific examples include but are not limited to the point values in the embodiments and 1:20, 1:30, 1:40, 1:50, 1:60, 1:70, 1:80, 1:90, etc.
  • the emulsifier includes an anionic emulsifier
  • the initiator includes at least one of an azo initiator, an organic peroxide initiator, and an inorganic peroxide initiator.
  • the sum of the mass of the water in step 1 and the water in step 2 accounts for 30%-60% of the mass of all materials in steps 1, 2 and 3; and the water in steps 1 and 2 is deionized water.
  • the positive electrode current collector has two surfaces opposite to each other in its thickness direction, and the positive electrode film layer is disposed on any one or both of the two opposite surfaces of the positive electrode current collector.
  • the negative electrode current collector may be a metal foil or a composite current collector.
  • a metal foil a copper foil may be used.
  • the composite current collector may include a polymer material base layer and a metal layer formed on at least one surface of the polymer material substrate.
  • the composite current collector may be formed by forming a metal material (copper, copper alloy, nickel, nickel alloy, titanium, titanium alloy, silver and silver alloy, etc.) on a polymer material substrate (such as a substrate of polypropylene (PP), polyethylene terephthalate (PET), polybutylene terephthalate (PBT), polystyrene (PS), polyethylene (PE), etc.).
  • PP polypropylene
  • PET polyethylene terephthalate
  • PBT polybutylene terephthalate
  • PS polystyrene
  • PE polyethylene
  • the outer packaging of the electrode assembly may be a hard shell, such as a hard plastic shell, an aluminum shell, a steel shell, etc.
  • the outer packaging of the electrode assembly may also be a soft package, such as a bag-type soft package.
  • the material of the soft package may be plastic, and examples of the plastic include polypropylene, polybutylene terephthalate, and polybutylene succinate.
  • the electrode assemblies may be assembled into a battery module.
  • the number of electrode assemblies contained in the battery module may be one or more. The specific number may be selected by those skilled in the art according to the application and capacity of the battery module.
  • the battery module 4 may further include a housing having a receiving space, and the plurality of electrode assemblies 5 are received in the receiving space.
  • FIG8 and FIG9 are battery packs 1 as an example.
  • the battery pack 1 may include a battery box and a plurality of battery modules 4 disposed in the battery box.
  • the battery box includes an upper box body 2 and a lower box body 3, and the upper box body 2 can be covered on the lower box body 3 to form a closed space for accommodating the battery modules 4.
  • the plurality of battery modules 4 can be arranged in the battery box in any manner.
  • the present application also provides an electrical device, which includes at least one of the electrode assembly, battery module, or battery pack provided in the present application.
  • the electrode assembly, battery module, or battery pack can be used as a power source for the electrical device, or as an energy storage unit for the electrical device.
  • the electrical device may include mobile devices (such as mobile phones, laptops, etc.), electric vehicles (such as pure electric vehicles, hybrid electric vehicles, plug-in hybrid electric vehicles, electric bicycles, electric scooters, electric golf carts, electric trucks, etc.), electric trains, ships and satellites, energy storage systems, etc., but are not limited thereto.
  • an electrode assembly, a battery module or a battery pack can be selected according to its usage requirements.
  • Step 1 add 75.24g of methyl acrylate, 18.55g of acrylonitrile, and 6.21g of acrylamide into a 500ml three-necked flask, respectively, with a molar ratio of 1:0.4:0.1, and add 3.6g of sodium dodecyl sulfate and 150g of deionized water, stir well for 60min, disperse and emulsify to obtain a prepolymer of capsule material, and pour into a container for later use;
  • Step 2 add 100 ml of deionized water and 0.15 g of sodium dodecylbenzene sulfonate to a 500 ml three-necked flask, stir evenly, emulsify at a speed of 5000 r/min for 10 min, then add 10 g of dibutyl phthalate and continue emulsification for 60 min to obtain a uniform and stable emulsion;
  • Step 3 then use a peristaltic pump to slowly add the capsule material prepolymer and initiator solution (0.2g of initiator potassium persulfate is dissolved in deionized water to form a solution) prepared in step 1, after the addition is completed, heat to 90°C and keep the reaction for 0.5h, cool to 40°C, adjust the pH to 7-8 with ammonia water, filter and discharge.
  • initiator solution 0.2g of initiator potassium persulfate is dissolved in deionized water to form a solution
  • a commercially available PP-PE copolymer microporous film with a thickness of 20 ⁇ m and an average pore size of 80 nm (from Zhuogao Electronic Technology Co., Ltd., Model No. 20) as a substrate.
  • the binder prepared as above was stirred and mixed in deionized water to obtain a slurry (solid content of 20%).
  • the slurry was evenly coated on both surfaces of the substrate, and the solvent was removed by drying.
  • the coating density of the coating composition on the substrate was 1.0 g/m2 to obtain a diaphragm.
  • PVDF Polyvinylidene fluoride
  • LFP lithium iron phosphate
  • NMP N-methylpyrrolidone
  • ethylene carbonate (EC), ethyl methyl carbonate (EMC), and diethyl carbonate (DEC) are mixed in a volume ratio of 1:1:1 to obtain a mixed solvent, and then LiPF6 is dissolved in the above mixed solvent to obtain an electrolyte, wherein the concentration of LiPF6 is 1 mol/L.
  • the positive electrode sheets, separators and negative electrode sheets are stacked and wound in order, and pre-pressed (during which the separators and the electrode sheets are bonded) to obtain an electrode assembly; the electrode assembly is placed in an outer package, and the above-prepared electrolyte is added, and after packaging, standing, forming, aging and other processes, an electrode assembly is obtained.
  • Comparative Example 5 Preparation steps of polymer obtained by mixing plasticizer with polyacrylate
  • the polyacrylate solution prepared in Comparative Example 1 and the plasticizer dibutyl phthalate were mixed at a mass ratio of 100:5 and stirred evenly to obtain a polyacrylate and plasticizer blended solution.

Landscapes

  • Adhesives Or Adhesive Processes (AREA)

Abstract

本申请涉及电池技术领域，特别涉及一种粘结剂及其制备方法、以及包含该粘结剂的隔膜、电极组件、电池单体、电池和用电装置。粘结剂包括囊壳和设于囊壳内的芯材，囊壳包括有机聚合物，芯材包括增塑剂。通过将增塑剂作为芯材包覆在有机聚合物的囊壳内，提高该有机聚合物的粘结性能，以通过该粘结剂提高隔膜与极片之间的粘结力。

Description

粘结剂及其制备方法、以及隔膜、电极组件、电池单体、电池和用电装置
相关申请
本申请要求于2023年01月04日申请的、申请号为202310010649.0的中国专利申请的优先权，其全部内容通过引用结合在本申请中。
技术领域
本申请涉及电池技术领域，特别涉及一种粘结剂及其制备方法、以及隔膜、电极组件、电池单体、电池和用电装置。
背景技术
随着便携式电子设备、电动汽车等的迅猛增长，对动力电池的需求也不断增长。而其中，电池的电化学性能也越来越受到人们的关注。
目前，电池电芯存在开口的问题，也即，极片与隔膜之间容易形成间隙，导致电池循环性能变差。
发明内容
本申请的主要目的是提供一种粘结剂，旨在通过该粘结剂提高隔膜与极片之间的粘结力，提高电池的循环性能。
为实现上述目的，本申请提出的一种粘结剂，所述粘结剂包括囊壳和设于所述囊壳内的芯材，所述囊壳包括有机聚合物，所述芯材包括增塑剂。
本申请的粘结剂，粘结剂包括囊壳和设于囊壳内的芯材，囊壳包括有机聚合物，芯材包括增塑剂。通过将增塑剂作为芯材包覆在有机聚合物的囊壳内，提高该有机聚合物的粘结性能，以通过该粘结剂提高隔膜与极片之间的粘结力。
可选地，所述芯材与所述囊壳的质量比为1：(10～100)，可选地为1：(20～90)。
胶囊状的粘结剂，起到主要粘结作用的还是囊壳，并且，避免囊壳破裂，采用囊壳的质量大于芯材的质量，来保证粘结性和胶囊结构的稳定性。芯材与囊壳的质量比为1：(10～100)，上述1：(10～100)中，取值包括该范围的最小值及最大值，以及这种最小值与最大值之间的每一个值，具体示例包括但不限于实施例中的点值以及1：10、1：20、1：30、1：40、1：50、1：60、1：70、1：80、1：90、1：100等。
可选地，所述芯材与所述囊壳的质量比为1：(20～90)。
上述1：(20～90)中，取值包括该范围的最小值及最大值，以及这种最小值与最大值之间的每一个值，具体示例包括但不限于实施例中的点值以及1：20、1：30、1：40、1：50、1：60、1：70、1：80、1：90等。
可选地，所述粘结剂的体积平均粒径Dv50为0.5μm-100μm，可选地为7μm-8μm。
理论上，本申请中的粘结剂的体积平均粒径Dv50可以低于0.5μm，也能高于100μm，但是考虑到本申请的粘结剂用于隔膜上，粘结剂的体积平均粒径Dv50不能太大和太小，粘结剂太小容易堵塞隔膜的孔道，降低锂离子在隔膜上的通过性，粘结剂太大，在将粘结剂涂覆在隔膜上时，会形成较厚的涂层，影响后期制备电池的能量密度，因此，粘结剂的体积平均粒径Dv50为0.5μm-100μm，上述0.5μm-100μm中，取值包括该范围的最小值及最大值，以及这种最小值与最大值之间的每一个值，具体示例包括但不限于实施例中的点值以及0.5μm、1μm、5μm、10μm、15μm、20μm、25μm、30μm、35μm、40μm、45μm、50μm、60μm、70μm、80μm、90μm、100μm等。
可选地，所述粘结剂的体积平均粒径Dv50为7μm-8μm。
粘结剂的体积平均粒径Dv50为7μm-8μm，得到的隔膜的性能较佳，上述7μm-8μm中，取值包括该范围的最小值及最大值，以及这种最小值与最大值之间的每一个值，具体示例包括但不限于实施例中的点值以及7μm、7.5μm、8μm等。
可选地，所述囊壳包括聚丙烯酸酯类聚合物和脲醛树脂中的至少一种。
本申请的囊壳需要具有粘结性能，聚丙烯酸酯类聚合物和脲醛树脂具有较好的粘结性，因此，作为囊壳后能起到更好的粘结效果，当然，本申请的囊壳材质并不作限定，其他具有较好粘结性和稳定性的材料都可以应用于本申请。
可选地，所述聚丙烯酸酯类聚合物的构成单体包括第一聚合柔性单体、第二聚合极性单体和第三聚合分子量调节单体。
本申请中的聚丙烯酸酯类聚合物的构成单体包括第一聚合柔性单体、第二聚合极性单体和第三聚合分子量调节单体，通过三种单体的交联反应，得到聚合物，可控制聚合物的分子量和玻璃化转变温度，从而改善粘结剂的粘结性能。
可选地，所述第一聚合柔性单体、所述第二聚合极性单体和所述第三聚合分子量调节单体的摩尔比为1:(0.01～0.8):(0.01～0.15)，可选地为1：(0.05～0.7)：(0.05～0.12)。
第一聚合柔性单体、第二聚合极性单体和第三聚合分子量调节单体的摩尔比为1:(0.01～0.8):(0.01～0.15)时，粘结剂的粘结效果较佳，上述1:(0.01～0.8):(0.01～0.15)中，取值包括该范围的最小值及最大值，以及这种最小值与最大值之间的每一个值，具体示例包括但不限于实施例中的点值以及1:0.01：0.01、1:0.1：0.01、1:0.4：0.01、1:0.8：0.01、1:0.01：0.05、1:0.01：0.1、1:0.01：0.15、1:0.1：0.01、1:0.1：0.05、1:0.1：0.15、1:0.4：0.01、1:0.4：0.05、1:0.4：0.15、1:0.8：0.01、1:0.8：0.05、1:0.8：0.15等。
可选地，所述第一聚合柔性单体、所述第二聚合极性单体和所述第三聚合分子量调节单体的摩尔比为1：(0.05～0.7)：(0.05～0.12)。
第一聚合柔性单体、第二聚合极性单体和第三聚合分子量调节单体的摩尔比为1：(0.05～0.7)：(0.05～0.12)时，粘结剂的粘结效果较佳，上述1：(0.05～0.7)：(0.05～0.12)中，取值包括该范围的最小值及最大值，以及这种最小值与最大值之间的每一个值，具体示例包括但不限于实施例中的点值以及1:0.05：0.05、1:0.1：0.05、1:0.4：0.05、1:0.7：0.05、1:0.1：0.05、1:0.1：0.1、1:0.1：0.12等。
可选地，所述第一聚合柔性单体的结构中含有酯键，所述第二聚合极性单体的结构中含有氰基，所述第三聚合分子量调节单体含有酰胺键。
酯键能提高分子链的柔性，氰基能提高单体的极性，酰胺键具有极性，易形成氢键，可以提高粘结性。通过第一聚合柔性单体的结构中含有酯键，第二聚合极性单体的结构中含有氰基，第三聚合分子量调节单体含有酰胺键，使得通过以上三种单体聚合得到的到聚合物，可控制聚合物的分子量和玻璃化转变温度，从而改善粘结剂的粘结性能。
可选地，所述第一聚合柔性单体为丙烯酸酯类单体，所述第二聚合极性单体为丙烯腈类单体，所述第三聚合分子量调节单体为丙烯酰胺类单体。
丙烯酸酯类单体，其可提高聚合物抗溶胀能力，并且作为分子链段中的柔性单体链段能够调节聚合物的玻璃化转变温度，改善粘结剂在施用时的韧性，有助于发挥良好的粘结作用。
丙烯腈类单体，其具有强极性的氰基基团，有助于提高离子电导率，提高粘结性。
丙烯酰胺类单体，起到调节分子量的作用，同时也具有较好的粘结性。
通过上述三类单体制备得到的聚合物，可控制聚合物的分子量和玻璃化转变温度，从而改善粘结剂的粘结性能。
可选地，所述丙烯酸酯类单体包括丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸异丁酯、丙烯酸仲丁酯、丙烯酸叔丁酯、丙烯酸正丙酯、丙烯酸环己酯、丙烯酸月桂酯、丙烯酸-2-乙基己酯、丙烯酸-2-羟基乙酯、丙烯酸-2-羟基丙酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸-2-乙基己酯、甲基丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸月桂酯、甲基丙烯酸-2-羟基乙酯和甲基丙烯酸-2羟基丙酯中的至少一种；
和/或，所述丙烯腈类单体包括丙烯腈和甲基丙烯腈中的至少一种；
和/或，所述丙烯酰胺类单体包括丙烯酰胺、N-羟甲基丙烯酰胺和N-丁氧基甲基丙烯酰胺中的至少一种。
基于丙烯酸酯类单体有助于改善粘结剂的粘结性，丙烯酸酯类单体可以包括丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸异丁酯、丙烯酸仲丁酯、丙烯酸叔丁酯、丙烯酸正丙酯、丙烯酸环己酯、丙烯酸月桂酯、丙烯酸-2-乙基己酯、丙烯酸-2-羟基乙酯、丙烯酸-2-羟基丙酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸-2-乙基己酯、甲基丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸月桂酯、甲基丙烯酸-2-羟基乙酯和甲基丙烯酸-2羟基丙酯中的至少一种；也即，聚丙烯酸酯类聚合物的构成单体中可以包括上述的一种丙烯酸酯类单体，也可以包括上述的多种丙烯酸酯类单体，具体不作限定。
基于丙烯腈类单体有助于改善粘结剂的粘结性，丙烯腈类单体包括丙烯腈和甲基丙烯腈中的至少一种；也即，聚丙烯酸酯类聚合物的构成单体中可以包括上述的一种丙烯腈类单体，也可以包括上述的多种丙烯腈类单体，具体不作限定。
基于丙烯酰胺类单体有助于改善粘结剂的粘结性，丙烯酰胺类单体包括丙烯酰胺、N-羟甲基丙烯酰胺和N-丁氧基甲基丙烯酰胺中的至少一种；也即，聚丙烯酸酯类聚合物的构成单体中可以包括上述的一种丙烯酰胺类单体，也可以包括上述的多种丙烯酰胺类单体，具体不作限定。
可选地，所述增塑剂包括邻苯二甲酸二丁酯、己二酸二辛酯、癸二酸二丁酯、癸二酸二辛酯、已二酸二正丁酯中的至少一种。
芯材是增塑剂类材料，增塑剂可采用常用的增塑剂，具体种类不作限制，例如，芯材包括邻苯二甲酸二丁酯、己二酸二辛酯、癸二酸二丁酯、癸二酸二辛酯、已二酸二正丁酯中的至少一种。
本申请提供一种粘结剂的制备方法，包括以下步骤：
将水、乳化剂和有机聚合物的构成单体共混搅拌，得到预聚体，备用；
将水、乳化剂、增塑剂共混搅拌，得到乳液，备用；
将所述预聚体和引发剂加入到所述乳液中，加热反应，得到粘结剂，所述粘结剂包括囊壳和设于所述囊壳内的芯材，所述囊壳包括有机聚合物，所述芯材包括增塑剂。
本申请通过乳液聚合的方式得到胶囊状的粘结剂，首先分别制备囊壳的预聚体和芯材的乳液，然后将预聚体和引发剂滴加到乳液中，加热反应，使囊壳的预聚体在芯材表面形成聚合物，得到胶囊状的粘结剂。
可选地，所述有机聚合物包括聚丙烯酸酯类聚合物和脲醛树脂中的至少一种。
本申请中的有机聚合物的类型不作限定，有机聚合物需要具有粘结性，例如可以是聚丙烯酸酯类聚合物，还可以是脲醛树脂。
可选地，所述增塑剂的质量与所述有机聚合物的构成单体的质量比为1：(10～100)，可选地为1：(20～90)。
胶囊状的粘结剂，起到主要粘结作用的还是囊壳，并且，避免囊壳破裂，采用囊壳的质量大于芯材的质量，来保证粘结性和胶囊结构的稳定性。芯材与囊壳的质量比为1：(10～100)，上述1：(10～100)中，取值包括该范围的最小值及最大值，以及这种最小值与最大值之间的每一个值，具体示例包括但不限于实施例中的点值以及1：10、1：20、1：30、1：40、1：50、1：60、1：70、1：80、1：90、1：100等。
可选地，所述增塑剂的质量与所述有机聚合物的构成单体的质量比为1：(20～90)。
上述1：(20～90)中，取值包括该范围的最小值及最大值，以及这种最小值与最大值之间的每一个值，具体示例包括但不限于实施例中的点值以及1：20、1：30、1：40、1：50、1：60、1：70、1：80、1：90等。
本申请的实施例提供一种隔膜，所述隔膜上设有如上述的粘结剂或者通过如上述的粘接剂的制备方法制得的粘接剂。
隔膜上涂覆有上述的粘结剂，可以提高极片与粘结剂之间的粘结性能，改善现有的电芯预冷压工艺的开口问题。
本申请的实施例提供一种电极组件，所述电极组件包括上述的隔膜。
电极组件包括正极极片、负极极片和隔膜，该粘结剂涂覆在隔膜上，用以将极片和隔膜粘结在一起，改善极片与隔膜开口的问题。
本申请的实施例提供一种电池单体，所述电池单体包括如上述的电极组件。
将上述电极组件应用到电池单体上，能够提高电池单体的大夹具循环性能。
本申请的实施例提供一种电池，所述电池包括上述的电池单体。
本申请的实施例提供一种用电装置，所述用电装置包括上述的电池单体或上述的电池。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
图1为本申请实施例提供的一种粘结剂的制备方法的流程示意图；
图2为本申请实施例提供的一种粘结剂的制备方法的流程示意图；
图3为本申请实施例提供的粘结剂的结构示意图；
图4为本申请实施例提供的粘结剂的扫描电镜图；
图5是本申请实施例提供的电极组件的示意图；
图6是图5所示的本申请实施例提供的电极组件的分解图；
图7是本申请实施例提供的电池模块的示意图；
图8是本申请实施例提供的电池包的示意图；
图9是图8所示的本申请实施例提供的电池包的分解图；
图10是本申请实施例提供的用电装置的示意图。
附图标号说明：

本申请目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
以下，适当地参照附图详细说明具体公开了本申请的粘结剂及其制备方法、以及包含该粘结剂的隔膜、电极组件、电池单体、电池和用电装置的实施方式。但是会有省略不必要的详细说明的情况。例如，有省略对已众所周知的事项的详细说明、实际相同结构的重复说明的情况。这是为了避免以下的说明不必要地变得冗长，便于本领域技术人员的理解。此外，附图及以下说明是为了本领域技术人员充分理解本申请而提供的，并不旨在限定权利要求书所记载的主题。
本申请所公开的“范围”以下限和上限的形式来限定，给定范围是通过选定一个下限和一个上限进行限定的，选定的下限和上限限定了特别范围的边界。这种方式进行限定的范围可以是包括端值或不包括端值的，并且可以进行任意地组合，即任何下限可以与任何上限组合形成一个范围。例如，如果针对特定参数列出了60-120和80-110的范围，理解为60-110和80-120的范围也是预料到的。此外，如果列出的最小范围值1和2，和如果列出了最大范围值3，4和5，则下面的范围可全部预料到：1-3、1-4、1-5、2-3、2-4和2-5。在本申请中，除非有其他说明，数值范围“a-b”表示a到b之间的任意实数组合的缩略表示，其中a和b都是实数。例如数值范围“0-5”表示本文中已经全部列出了“0-5”之间的全部实数，“0-5”只是这些数值组合的缩略表示。另外，当表述某个参数为≥2的整数，则相当于公开了该参数为例如整数2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12等。
如果没有特别的说明，本申请的所有实施方式以及可选实施方式可以相互组合形成新的技术方案。
如果没有特别的说明，本申请的所有技术特征以及可选技术特征可以相互组合形成新的技术方案。
如果没有特别的说明，本申请的所有步骤可以顺序进行，也可以随机进行，优选是顺序进行的。例如，所述方法包括步骤(a)和(b)，表示所述方法可包括顺序进行的步骤(a)和(b)，也可以包括顺序进行的步骤(b)和(a)。例如，所述提到所述方法还可包括步骤(c)，表示步骤(c)可以任意顺序加入到所述方法，例如，所述方法可以包括步骤(a)、(b)和(c)，也可包括步骤(a)、(c)和(b)，也可以包括步骤(c)、(a)和(b)等。
如果没有特别的说明，本申请所提到的“包括”和“包含”表示开放式，也可以是封闭式。例如，所述“包括”和“包含”可以表示还可以包括或包含没有列出的其他组分，也可以仅包括或包含列出的组分。
如果没有特别的说明，在本申请中，术语“或”是包括性的。举例来说，短语“A或B”表示“A，B，或A和B两者”。更具体地，以下任一条件均满足条件“A或B”：A为真(或存在)并且B为假(或不存在)；A为假(或不存在)而B为真(或存在)；或A和B都为真(或存在)。
锂离子电池由正极材料、负极材料、电解液和隔膜4个部分组成，隔膜是一种具有微孔结构的功能膜材料，厚度一般为8μm～40μm，在电池体系中起着分隔正负极、阻隔充放电时电路中电子通过、允许电解液中锂离子自由通过的作用，可在电池充放电或温度升高的情况下有选择地闭合微孔，以限制过大电流、防止短路，其性能的优劣直接决定了电池的整体性能。传统锂离子电池隔膜为聚烯烃隔膜，多为单层或三层结构，如单层PE、单层PP、PP/PE/PP复合膜等。但传统锂离子电池隔膜为非极性的，直接与正负极极片粘结效果差，常在其表面涂覆粘结剂进行粘结。常用的粘结剂为聚偏氟乙烯，该聚合物为均聚物，结晶度约为50％，较高的结晶度导致隔膜与正负极极片的粘结力不足，常出现电芯开口问题；同时对电解液的浸润性差，无法满足动力锂离子电池对涂覆隔膜性能的需求。
电芯是由正负极极片和隔膜粘结形成的，电芯是具有一定硬度的，也即，由于粘结在一起的正负极极片和隔膜相互贴合并彼此支撑，形成具有一定厚度的结构，一定厚度的结构具有一定的硬度，负极在充放电过程中会发生膨胀，若是粘结力较弱，则正负极极片与隔膜之间会形成间隙，正负极极片和隔膜不能相互贴合并彼此支撑，导致电芯松垮，硬度变低，此时，电芯的动力性能会变差，例如，倍率性能会降低，同时，循环性能会变差。例如，电动汽车中，电池电芯松垮，导致电池充电速度变慢，同时电池的循环性能变差，直接导致电池寿命缩短，电动汽车需要频繁的更换电池，消费者在电动汽车上的成本增加。
基于此，本申请提出了一种粘结剂，粘结剂包括囊壳和设于囊壳内的芯材，囊壳包括有机聚合物，芯材包括增塑剂。
有机聚合物，以有机单体聚合得到的聚合物，本申请中指具有粘结性的有机聚合物。
粘结剂，是指具有粘接性能的材料，用以将不同的物质粘接在一起。
囊壳结构，是指包覆结构，用以将内容物包住，如图3所示，囊壳结构6将芯材7包覆。
增塑剂，增塑剂的作用主要是减弱聚合物分子间的次价键，增加树脂分子键的移动性，降低树脂分子的结晶性，增加树脂分子的可塑性，使其柔韧性增强；增塑剂作为可提高聚合物理性的一类物质，增塑剂的加入可以降低聚合物分子链间的作用力，使聚合物的玻璃化温度、流动温度与所含微晶的熔点均降低，增塑剂可提高树脂的可塑性，使制品柔软、耐低温性能好。
本申请采用囊壳结构包覆增塑剂芯材，得到胶囊结构的粘结剂，提高胶囊结构粘结剂整体的柔性，从而提高粘结剂的粘结性能，以通过该粘结剂提高隔膜与极片之间的粘结力。通过本申请的粘结剂，粘结性能好，极片膨胀过程中不会导致极片与隔膜分离，避免电芯开口等问题；同时使电芯保持良好的硬度，提高电芯的动力学性能和循环性能。
例如，在电芯进行预冷压时，由于粘结剂的柔性提高，粘结剂能够充分渗入到正负极极片及隔膜的空隙内，也即，极片和隔膜上有空隙，粘结性渗入到空隙中，使极片和隔膜有效连接，粘结剂难以从空隙中脱出，在极片膨胀过程中，粘结剂具有韧性，膨胀时粘结剂也能有效将两者连接，使粘结剂能够充分发挥其粘结性能，进而有助于改善电池的动力学性能和大夹具循环性能。
本申请中采用将增塑剂设置在有机聚合物的囊壳内部，相比于直接将增塑剂添加在有机聚合物内，可以提高增塑剂的分布均匀性，例如，将增塑剂投入到有机聚合物的单体中进行聚合，可能导致增塑剂在有机聚合物内的分散不均匀，将该混聚的粘结剂用于隔膜，在增塑剂分散不均匀的情况下，可能导致隔膜有些部位柔性好，有些部位柔性差，隔膜整体性能不稳定；而胶囊结构粘结剂的制备，可得到含有增塑剂芯材相对均匀的胶囊结构的粘结剂，提高粘结剂的整体性能，有利于将该粘结剂应用于隔膜，提高隔膜的整体性能。
在将粘结剂涂覆在隔膜上时，需要将粘结剂与其他原料预混，预混的原料为水性体系，增塑剂作为油性物质，增塑剂暴露在外，导致混合分散差，混匀差，涂敷在隔膜上的材料的均匀性差，隔膜性能不好。因此，采用将增塑剂作为芯材容纳在囊壳内部，不仅有利于预混的操作，还能提高隔膜的整体性能。
在一些实施方式中，芯材与囊壳的质量比为1：(10～100)，可选地为1：(20～90)。
胶囊状的粘结剂，起到主要粘结作用的还是囊壳，并且，避免囊壳破裂，采用囊壳的质量大于芯材的质量，来保证粘结性和胶囊结构的稳定性。芯材与囊壳的质量比为1：(10～100)，上述1：(10～100)中，取值包括该范围的最小值及最大值，以及这种最小值与最大值之间的每一个值，具体示例包括但不限于实施例中的点值以及1：10、1：20、1：30、1：40、1：50、1：60、1：70、1：80、1：90、1：100等。
质量比测试方法，在粘结剂的制备过程中，记录反应过程中投入的用于制备核层结构的单体质量为m，用于制备壳层结构的单体质量为n，则核层结构与壳层结构的质量比为m：n。
在一些实施方式中，芯材与囊壳的质量比为1：(20～90)。
上述1：(20～90)中，取值包括该范围的最小值及最大值，以及这种最小值与最大值之间的每一个值，具体示例包括但不限于实施例中的点值以及1：20、1：30、1：40、1：50、1：60、1：70、1：80、1：90等。
在一些实施方式中，粘结剂的体积平均粒径Dv50为0.5μm-50μm。
粘接剂的体积平均粒Dv50可以采用本领域公知的方法进行测试。作为示例的，可以参考GB/T19077-2016，采用马尔文激光粒度仪进行表征测试，例如采用Malvern的Mastersizer-3000等仪器进行测试。
在一些实施方式中，粘结剂的体积平均粒径Dv50为0.5μm-100μm，可选地为7μm-8μm。
理论上，本申请中的粘结剂的体积平均粒径Dv50可以低于0.5μm，也能高于100μm，但是考虑到本申请的粘结剂用于隔膜上，粘结剂的体积平均粒径Dv50不能太大和太小，粘结剂太小容易堵塞隔膜的孔道，降低锂离子在隔膜上的通过性，粘结剂太大，在将粘结剂涂覆在隔膜上时，会形成较厚的涂层，影响后期制备电池的能量密度，因此，粘结剂的体积平均粒径Dv50为0.5μm-100μm，上述0.5μm-100μm中，取值包括该范围的最小值及最大值，以及这种最小值与最大值之间的每一个值，具体示例包括但不限于实施例中的点值以及0.5μm、1μm、5μm、10μm、15μm、20μm、25μm、30μm、35μm、40μm、45μm、50μm、60μm、70μm、80μm、90μm、100μm等。
在一些实施方式中，粘结剂的体积平均粒径Dv50为7μm-8μm。
粘结剂的体积平均粒径Dv50为7μm-8μm，得到的隔膜的性能较佳，上述7μm-8μm中，取值 包括该范围的最小值及最大值，以及这种最小值与最大值之间的每一个值，具体示例包括但不限于实施例中的点值以及7μm、7.5μm、8μm等。
在一些实施方式中，囊壳包括聚丙烯酸酯类聚合物和脲醛树脂中的至少一种。
聚丙烯酸酯类聚合物，以丙烯酸酯类为单体的聚合物。
脲醛树脂，是尿素与甲醛在催化剂(碱性或酸性催化剂)作用下，缩聚成初期脲醛树脂。
本申请的囊壳需要具有粘结性能，聚丙烯酸酯类聚合物具有较好的粘结性，因此，作为囊壳后能起到更好的粘结效果，当然，本申请的囊壳材质并不作限定，其他具有较好粘结性和稳定性的材料都可以应用于本申请。
通过聚丙烯酸酯聚合物和脲醛树脂中的至少一种对增塑剂包覆制备得到聚合物胶囊，能够充分发挥二者的协同作用，并将其涂覆在隔膜上，提高隔膜与正负极极片的预冷压粘结力，避免电芯开口等问题；同时，该粘结剂涂覆在隔膜上应用到锂离子电池上，能够提高电芯的硬度和锂离子电池的循环性能。
在一些实施方式中，聚丙烯酸酯类聚合物的构成单体包括第一聚合柔性单体、第二聚合极性单体和第三聚合分子量调节单体。
柔性单体，柔性单体的均聚物玻璃化温度相比刚性单体的均聚物玻璃化温度低，柔性单体是相对刚性基团而言，具有一定的柔性，链段可以自由运动，柔性单体链段能够调节聚合物的玻璃化转变温度，改善粘结剂在施用时的韧性，有助于发挥良好的粘结作用。
极性单体，单体中含有极性基团的单体，极性单体有助于提高聚合物的粘结性。
分子量调节单体，参与交联反应的单体，用以调节聚合物的分子量，粘结剂的分子量在一定范围内有助于提高粘结性。
本申请中的聚丙烯酸酯类聚合物的构成单体包括第一聚合柔性单体、第二聚合极性单体和第三聚合分子量调节单体，通过三种单体的交联反应，得到聚合物，可控制聚合物的分子量和玻璃化转变温度，从而改善粘结剂的粘结性能。
改性后的聚合物软化点降低，粘结剂能够充分渗入到正负极极片及隔膜的空隙内，也即，极片和隔膜上有空隙，粘结性渗入到空隙中，使极片和隔膜有效连接，粘结剂难以从空隙中脱出，在极片膨胀过程中，粘结剂具有韧性，膨胀时粘结剂也能有效将两者连接，使粘结剂能够充分发挥其粘结性能，进而有助于改善电池的动力学性能和大夹具循环性能。
其中，软化点，指物质软化的温度。它不仅与高分子聚合物的结构有关，而且还与其分子量的大小有关，本申请中通过第三聚合分子量调节单体调节聚合物的分子量，来改善聚合物的软化点。
其中大夹具循环性能是电芯的一种循环功能性测试性能，测试过程中，给电芯加上夹具，采用一定的力施加在夹具上，用以挤压电芯，电芯充满后会发生膨胀，因夹具的夹持力与膨胀的力双重挤压下，电芯会发生形变，此测试用以测试电芯的形状保持性能，和抗压性能，采用本方案的粘结剂，由于粘结性能好，电芯的膨胀减弱，电芯的形状保持较好，采用本申请粘结剂的电芯在大夹具的测试条件下，性能保持较好，说明采用本方案的粘结剂得到的电芯，形变保持性好，在将电芯组装形成电池后，由于电芯不容易发生形变，可以节省电池中用以安装电芯的空间，如此，可以将电池体积做的更小。因为，若是电芯容易发生形变，则会挤压电芯附近的结构，为了避免该现象，需要更大空间来容置发生形变后电芯，也即，电池中需要预留空间来容纳电芯的形变部分，由此，占用电池内部的更多空间。
同时，电芯的大夹具循环性能好，也说明电芯的循环性能好，例如，当电芯膨胀后，极片与隔膜之间的间隙变大，锂离子的通过正负极的路径变长，导致循环变差。
在一些实施方式中，第一聚合柔性单体、第二聚合极性单体和第三聚合分子量调节单体的摩尔比为1:(0.01～0.8):(0.01～0.15)，可选地为1：(0.05～0.7)：(0.05～0.12)。
摩尔比的测试方法，在粘结剂的制备过程中，记录反应过程中投入的用于制备壳层结构的各类单体的摩尔数，其中各类单体的摩尔数等于各类单体的质量除以各类单体的分子量，定义第一聚合柔性单体的摩尔数为a，第二聚合极性单体的摩尔数为b，第三聚合分子量调节单体的摩尔数为c，则第一聚合柔性单体、第二聚合极性单体和第三聚合分子量调节单体的摩尔比为a:b:c。
第一聚合柔性单体、第二聚合极性单体和第三聚合分子量调节单体的摩尔比为1:(0.01～0.8):(0.01～0.15)时，粘结剂的粘结效果较佳，上述1:(0.01～0.8):(0.01～0.15)中，取值包括该范围的最小值及最大值，以及这种最小值与最大值之间的每一个值，具体示例包括但不限于实施例中的点值以及1:0.01：0.01、1:0.1：0.01、1:0.4：0.01、1:0.8：0.01、1:0.01：0.05、1:0.01：0.1、1:0.01：0.15、1:0.1：0.01、1:0.1：0.05、1:0.1：0.15、1:0.4：0.01、1:0.4：0.05、1:0.4：0.15、1:0.8：0.01、1:0.8：0.05、1:0.8：0.15等。
在一些实施方式中，第一聚合柔性单体、第二聚合极性单体和第三聚合分子量调节单体的摩尔比为1：(0.05～0.7)：(0.05～0.12)。
第一聚合柔性单体、第二聚合极性单体和第三聚合分子量调节单体的摩尔比为1：(0.05～0.7)：(0.05～0.12)时，粘结剂的粘结效果较佳，上述1：(0.05～0.7)：(0.05～0.12)中，取值包括该范围的最小值及最大值，以及这种最小值与最大值之间的每一个值，具体示例包括但不限于实施例中的点值以及1:0.05：0.05、1:0.1：0.05、1:0.4：0.05、1:0.7：0.05、1:0.1：0.05、1:0.1：0.1、1:0.1：0.12等。
在一些实施方式中，第一聚合柔性单体的结构中含有酯键(-COOR(R一般为烷基等其他非H基团))，第二聚合极性单体的结构中含有氰基(-C≡N)，第三聚合分子量调节单体含有酰胺键(-CO-NH-)。
酯键能提高分子链的柔性，氰基能提高单体的极性，酰胺键具有极性，易形成氢键，可以提高粘结性。通过第一聚合柔性单体的结构中含有酯键，第二聚合极性单体的结构中含有氰基，第三聚合分子量调节单体含有酰胺键，使得通过以上三种单体聚合得到的到聚合物，可控制聚合物的分子量和玻璃化转变温度，从而改善粘结剂的粘结性能。
在一些实施方式中，第一聚合柔性单体为丙烯酸酯类单体，第二聚合极性单体为丙烯腈类单体，第三聚合分子量调节单体为丙烯酰胺类单体。
丙烯酸酯类单体，其可提高聚合物抗溶胀能力，并且作为分子链段中的柔性单体链段能够调节聚合物的玻璃化转变温度，改善粘结剂在施用时的韧性，有助于发挥良好的粘结作用。
丙烯腈类单体，其具有强极性的氰基基团，有助于提高离子电导率，提高粘结性。
丙烯酰胺类单体，起到调节分子量的作用，同时也具有较好的粘结性。
通过上述三类单体制备得到的聚合物，可控制聚合物的分子量和玻璃化转变温度，从而改善粘结剂的粘结性能。
在一些实施方式中，丙烯酸酯类单体包括丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸异丁酯、丙烯酸仲丁酯、丙烯酸叔丁酯、丙烯酸正丙酯、丙烯酸环己酯、丙烯酸月桂酯、丙烯酸-2-乙基己酯、丙烯酸-2-羟基乙酯、丙烯酸-2-羟基丙酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸-2-乙基己酯、甲基丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸月桂酯、甲基丙烯酸-2-羟基乙酯和甲基丙烯酸-2羟基丙酯中的至少一种；和/或，丙烯腈类单体包括丙烯腈和甲基丙烯腈中的至少一种；和/或，丙烯酰胺类单体包括丙烯酰胺、N-羟甲基丙烯酰胺和N-丁氧基甲基丙烯酰胺中的至少一种。
基于丙烯酸酯类单体有助于改善粘结剂的粘结性，丙烯酸酯类单体可以包括丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸异丁酯、丙烯酸仲丁酯、丙烯酸叔丁酯、丙烯酸正丙酯、丙烯酸环己酯、丙烯酸月桂酯、丙烯酸-2-乙基己酯、丙烯酸-2-羟基乙酯、丙烯酸-2-羟基丙酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸-2-乙基己酯、甲基丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸月桂酯、甲基丙烯酸-2-羟基乙酯和甲基丙烯酸-2羟基丙酯中的至少一种；也即，聚丙烯酸酯类聚合物的构成单体中可以包括上述的一种丙烯酸酯类单体，也可以包括上述的多种丙烯酸酯类单体，具体不作限定。
基于丙烯腈类单体有助于改善粘结剂的粘结性，丙烯腈类单体包括丙烯腈和甲基丙烯腈中的至少一种；也即，聚丙烯酸酯类聚合物的构成单体中可以包括上述的一种丙烯腈类单体，也可以包括上述的多种丙烯腈类单体，具体不作限定。
基于丙烯酰胺类单体有助于改善粘结剂的粘结性，丙烯酰胺类单体包括丙烯酰胺、N-羟甲基丙烯酰胺和N-丁氧基甲基丙烯酰胺中的至少一种；也即，聚丙烯酸酯类聚合物的构成单体中可以包括上述的一种丙烯酰胺类单体，也可以包括上述的多种丙烯酰胺类单体，具体不作限定。
在一些实施方式中，增塑剂包括邻苯二甲酸二丁酯、己二酸二辛酯、癸二酸二丁酯、癸二酸二辛酯、已二酸二正丁酯中的至少一种。
芯材是增塑剂类材料，增塑剂可采用常用的增塑剂，具体种类不作限制，例如，芯材包括邻苯二甲酸二丁酯、己二酸二辛酯、癸二酸二丁酯、癸二酸二辛酯、已二酸二正丁酯中的至少一种。
在一些实施方式中，如图1所示，本申请还提供一种粘结剂的制备方法，包括以下步骤：
将水、乳化剂和有机聚合物的构成单体共混搅拌，得到预聚体，备用；
将水、乳化剂、增塑剂共混搅拌，得到乳液，备用；
将预聚体和引发剂加入到乳液中，加热反应，得到粘结剂，粘结剂包括囊壳和设于囊壳内的芯材，囊壳包括有机聚合物，芯材包括增塑剂。
本申请通过乳液聚合的方式得到胶囊状的粘结剂，首先分别制备囊壳的预聚体和芯材的乳液，然后将预聚体和引发剂加入到乳液中，加热反应，使囊壳的预聚体在芯材表面形成聚合物，得到胶囊状的粘结剂。
乳液聚合，乳液聚合是单体借助乳化剂和机械搅拌，使单体分散在水中形成乳液，再加入引发剂引发单体聚合。
乳化剂，乳化剂是可使互不相容的油与水转变成难以分层的乳液的一类物质。乳化剂通常是一些亲 水的极性基团和疏水(亲油)的非极性基团两者性质兼有的表面活性剂。
引发剂，引发剂是能引发单体进行聚合反应的物质。例如，自由基引发剂，指一类容易受热分解成自由基(即初级自由基)的化合物，可用于引发烯类、双烯类单体的自由基聚合和共聚合反应。
为了方便描述，上述粘结剂的制备方法中，按文字撰写的段落顺序，将上述制备方法的过程分段定义为步骤1、步骤2和步骤3，本领域技术人员可以理解，在具体实施例的上述方法中，各步骤的撰写顺序并不意味着严格的执行顺序而对实施过程构成任何限定，各步骤的具体执行顺序应当以其功能和可能的内在逻辑确定。
在步骤1中，将水、乳化剂、有机聚合物的构成单体共混搅拌，水和乳化剂搅拌分散后形成乳液，也即乳化剂在水相中形成胶束，大部分的胶束中增溶有单体，得到囊壳的预聚体；在步骤2中，将水、乳化剂、增塑剂共混搅拌，乳化剂和水同样会分散形成乳液，增塑剂进入到胶束中，得到乳液，备用；在步骤3中，将引发剂和预聚体加入到乳液中，搅拌加热反应，使聚有机聚合物的构成单体在芯材表面形成聚合物，有机聚合物包覆芯材，得到胶囊结构的粘结剂。
步骤3中的引发剂需要在一定温度下才能转变成具有引发单体聚合的功能，因此，步骤3中均在加热条进行进行。
同时，步骤3中可以加水，也可以不加水，可以理解的是，当步骤1和步骤2中的水加入足够时，也即，步骤1和步骤2中加的水可使步骤1、步骤2和步骤3反应结束后的固含量在预设范围时，步骤3中可以不加水，当步骤1和步骤2中的水加入不足时，步骤3中需要加入一定量的水，以调节体系的固含量，防止反应后粘度增大，反应速率减缓。
在一些实施方式中，有机聚合物包括聚丙烯酸酯类聚合物和脲醛树脂中的至少一种。
本申请中的有机聚合物的类型不作限定，有机聚合物需要具有粘结性，例如可以是聚丙烯酸酯类聚合物和脲醛树脂中的至少一种。
在一些实施方式中，如图2所示，增塑剂的质量与有机聚合物的构成单体的质量比为1：(10～100)，可选地为1：(20～90)。
胶囊状的粘结剂，起到主要粘结作用的还是囊壳，并且，避免囊壳破裂，采用囊壳的质量大于芯材的质量，来保证粘结性和胶囊结构的稳定性。芯材与囊壳的质量比为1：(10～100)，上述1：(10～100)中，取值包括该范围的最小值及最大值，以及这种最小值与最大值之间的每一个值，具体示例包括但不限于实施例中的点值以及1：10、1：20、1：30、1：40、1：50、1：60、1：70、1：80、1：90、1：100等。
在一些实施方式中，所述增塑剂的质量与所述有机聚合物的构成单体的质量比为1：(20～90)。
上述1：(20～90)中，取值包括该范围的最小值及最大值，以及这种最小值与最大值之间的每一个值，具体示例包括但不限于实施例中的点值以及1：20、1：30、1：40、1：50、1：60、1：70、1：80、1：90等。
在一些实施方式中，在将水、乳化剂和有机聚合物的构成单体共混搅拌，得到预聚体，备用的步骤中，包括以下步骤：将水、乳化剂和有机聚合物的的构成单体共混搅拌，搅拌速率为1000r/min-5000r/min，搅拌60min±20min，得到预聚体，备用。
为了得到充分乳化的预聚体，需要高速搅拌一段时间，也即，将水、乳化剂和有机聚合物的的构成单体共混搅拌，搅拌速率为1000r/min-5000r/min，例如可以是1000r/min、2000r/min、3000r/min、4000r/min、5000r/min等，具体不作限定，同时搅拌时间为60min±20min，在该搅拌条件下得到乳化均匀的预聚体，备用。
在一些实施方式中，在将水、乳化剂、增塑剂共混搅拌，得到乳液，备用的步骤中，包括以下步骤：在将水、乳化剂、增塑剂共混搅拌，搅拌速率为1000r/min-5000r/min，搅拌60min±20min，得到乳液，备用。
为了充分乳化增塑剂，需要高速搅拌一段时间，也即，将水、乳化剂、增塑剂共混搅拌，搅拌速率为1000r/min-5000r/min，例如可以是1000r/min、2000r/min、3000r/min、4000r/min、5000r/min等，具体不作限定，同时搅拌60min±20min，得到乳液，备用。
在一些实施方式中，在将水、乳化剂、增塑剂共混搅拌，得到乳液，备用的步骤中，包括以下步骤：将水和乳化剂共混搅拌，得到乳化的溶液，再将增塑剂投入到乳化的溶液中继续搅拌乳化，得到乳液，备用。
为了更好的乳化增塑剂，先将水和乳化剂共混搅拌，得到乳化的溶液，再将增塑剂投入到乳化的溶液中继续搅拌乳化，得到乳液，备用。
在一些实施方式中，在将水和乳化剂共混搅拌，得到乳化的溶液，再将增塑剂投入到乳化的溶液中继续搅拌乳化，得到乳液，备用的步骤中，包括以下步骤：将水和乳化剂共混搅拌，搅拌10min至20min 得到乳化的溶液，再将增塑剂投入到乳化的溶液中继续搅拌乳化60min±20min，得到乳液，备用。
在先将水和乳化剂共混搅拌的步骤中，需要搅拌10min至20min得到乳化的溶液，再将增塑剂投入到乳化的溶液中继续搅拌乳化60min±20min，得到乳液，备用。
在一些实施方式中，在将预聚体和引发剂加入到乳液中，加热反应，得到粘结剂步骤中，包括以下步骤：将预聚体和引发剂以10ml/min-500ml/min的速度滴加到乳液中，加热反应，冷却后得到粘结剂。
为了避免一步将预聚体和引发剂投入乳液中引起爆聚，需要缓慢滴加预聚体和引发剂到乳液中，例如，滴加速率为10ml/min、50ml/min、100ml/min、150ml/min、200ml/min、250ml/min、300ml/min、350ml/min、400ml/min、450ml/min、500ml/min等，具体不作限定。
在一些实施方式中，在将预聚体和引发剂加入到乳液中，加热反应，得到粘结剂的步骤中，包括以下步骤：将预聚体和引发剂加入到乳液中，加热至90℃±10℃，搅拌反应30min±20min，得到粘结剂。
引发剂需要在一定温度下引发单体聚合，因此，将预聚体和引发剂加入到乳液中，加热至90℃±10℃，搅拌反应30min±20min，得到粘结剂。
在一些实施方式中，在将预聚体和引发剂加入到乳液中，加热反应，得到粘结剂的步骤中，包括以下步骤：将预聚体和引发剂加入到乳液中，加热反应，冷却后，调节pH6～8，得到粘结剂。
由于制备得到的粘结剂，粒子容易团聚导致沉积，不利于粘结剂的使用和保存，为了避免粘结剂团聚沉降，在制备的粘结剂中加入pH调节试剂，使得核壳结构的粒子分散均匀，体系稳定。粘结剂的pH范围为pH6-8，例如，可以是pH6、pH7、pH8等，具体不作限定。可以理解的是具体采用何种pH调节试剂本申请不作限定，例如可以使用氨水调节pH。
在一些实施方式中，在步骤1中，乳化剂的质量是有机聚合物的构成单体质量的0.15％～5％；在步骤3中，引发剂的质量是有机聚合物的构成单体质量的0.15％～1％。
乳化剂的用量需要适中，乳化剂是乳液聚合的重要组分，它可以使互不相溶的油(单体)-水，转变为相当稳定难以分层的乳液。在乳液聚合体系中，乳化剂的作用主要有三点:一是降低表面张力，将单体分散成细小液滴；二是在液滴或胶粒表面形成保护层，防止凝聚，保持乳液稳定；三是形成胶束，使单体增溶。胶束的大小和数量取决于乳化剂用量，因此，乳化剂用量直接影响产物的性能。步骤1中，乳化剂的质量是有机聚合物的构成单体质量的0.15％～5％，例如可以是0.15％、0.2％、0.25％、0.3％、0.35％、0.4％、0.45％、5％等，具体不作限定。引发剂的用量对聚合速率和产物的性能影响很大，引发剂用量增大，聚合速率加快，这会导致聚合反应不平稳，分子量及产量下降，聚合物的性能也变差，同时引发剂不足也会导致难以进行聚合反应，因此步骤3中，引发剂的质量是有机聚合物的构成单体质量的0.15％～1％，例如可以是0.15％、0.2％、0.25％、0.3％、0.35％、0.4％、0.45％、0.5％、0.55％、0.6％、0.65％、0.7％、0.75％、0.8％、0.85％、0.9％、0.95％、1％等，具体不作限定。
在一些实施方式中，在步骤1和步骤2中，乳化剂包括阴离子型乳化剂，在步骤3中，引发剂包括偶氮类引发剂、有机过氧化物引发剂、无机过氧化物引发剂的至少其中之一。
阴离子型乳化剂，在水中溶解后，其活性部分倾向离解成负电离子的表面活性物质，其特征表现为具有一个大的有机阴离子，能与碱作用生成盐。根据带负电离子部分的结构不同，可分为羧酸盐型、磺酸盐型及硫酸盐型三大类。
偶氮类引发剂，偶氮引发剂是指一类分子结构中含有氮氮双键的自由基引发剂。
过氧化物引发剂，含有过氧基(-O-O-)的一类化合物，受热后-O-O-键断裂，分裂成两个相应的自由基，从而引发单体聚合，称为过氧化物引发剂。分无机过氧化物和有机过氧化物两类。无机过氧化物引发剂包括过氧化氢、过硫酸铵或过硫酸钾等；有机过氧化物引发剂包括过氧化苯甲酰、过氧化苯甲酰叔丁酯、过氧化甲乙酮等。
乳化剂是指能使水形成乳液状态的物质，本申请中并不对乳化剂的具体种类和结构做限定，任何能起到上述功能，且对反应体系不会产生影响的物质均能应用于本申请，例如，步骤1和2中，所使用的乳化剂包括阴离子型乳化剂。引发剂是指能够引发单体发生聚合反应的物质，本申请中并不对引发剂的具体种类和结构做限定，任何能起到上述功能，且对反应体系不会产生影响的物质均能应用于本申请，例如，步骤3中，引发剂包括偶氮类引发剂、有机过氧化物引发剂、无机过氧化物引发剂的至少其中之一。
在一些实施方式中，在步骤1和2中，乳化剂包括十二烷基硫酸钠、十二烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠、苯乙烯磺酸钠、乙烯基磺酸钠中的至少一种，在步骤3中，引发剂包括偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈、异丙苯过氧化氢、叔丁基过氧化氢、过氧化苯甲酰等、过硫酸铵、过硫酸钾、过硫酸钠、过氧化氢中的至少一种。
乳化剂是指能使水形成乳液状态的物质，例如，步骤1和2中使用的乳化剂包括十二烷基硫酸钠、十二烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠、苯乙烯磺酸钠、乙烯基磺酸钠中的至少一种，也即，所使用的乳 化剂可以是上述中的一种，例如，优选乳化剂为十二烷基苯磺酸钠，也可以是上述中的多种物质的混合。引发剂是指能够引发单体发生聚合反应的物质，例如，步骤3中使用的引发剂包括偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈、异丙苯过氧化氢、叔丁基过氧化氢、过氧化苯甲酰等、过硫酸铵、过硫酸钾、过硫酸钠、过氧化氢中的至少一种，也即，所使用的引发剂可以是上述中的一种，例如，优选引发剂为过硫酸钾，也可以是上述中的多种物质的混合。
在一些实施方式中，步骤1中的水、步骤2中的水的质量之和占步骤1、步骤2和步骤3中所有物料质量的30％-60％；步骤1和步骤2中的水为去离子水。
水作为分散介质，具有传质和控温等作用，水用量太少或太多，反应体系粘度难以控制在合理范围，步骤1中的水、步骤2中的水和步骤3中的水的质量之和占步骤1、步骤2和步骤3中所有物料质量的30％-60％，例如，可以是30％、35％、45％、50％、55％、60％等，具体不作限定。同时，步骤1、步骤2和步骤3中的水为去离子水，避免水中的杂质影响聚合反应。
本申请的实施例还提供一种隔膜，隔膜上设有上述的粘结剂或者通过如上述的粘接剂的制备方法制得的粘接剂。由于粘结剂采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。
隔膜上涂覆有上述的粘结剂，可以提高极片与粘结剂之间的粘结性能，改善现有的电芯预冷压工艺的开口问题。
本申请的实施例还提供一种电极组件，电极组件包括上述的隔膜。由于隔膜采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。
电极组件包括正极极片、负极极片和隔膜，该粘结剂涂覆在隔膜上，用以将极片和隔膜粘结在一起，改善极片与隔膜开口的问题。
本申请的实施例还提供一种电池单体，电池单体包括如上述的电极组件。由于电极组件采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。
将上述电极组件应用到电池单体上，能够提高电池单体的大夹具循环性能。
本申请的实施例还提供一种电池，电池包括上述的电池单体。由于电池单体采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。
电池包括电池模块和电池包。
本申请的实施例还提供一种用电装置，用电装置包括上述的电池单体或上述的电池。由于电池单体或电池采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。
另外，以下适当参照附图对本申请的电极组件、电池单体、电池和用电装置进行说明。
本申请的一个实施方式中，提供一种电极组件。
通常情况下，电极组件包括正极极片、负极极片、电解质和隔膜。在电池充放电过程中，活性离子在正极极片和负极极片之间往返嵌入和脱出。电解质在正极极片和负极极片之间起到传导离子的作用。隔膜设置在正极极片和负极极片之间，主要起到防止正负极短路的作用，同时可以使离子通过。隔膜为本申请上述提高的隔膜。
正极极片包括正极集流体以及设置在正极集流体至少一个表面的正极膜层。
作为示例，正极集流体具有在其自身厚度方向相对的两个表面，正极膜层设置在正极集流体相对的两个表面的其中任意一者或两者上。
在一些实施方式中，正极集流体可采用金属箔片或复合集流体。例如，作为金属箔片，可采用铝箔。复合集流体可包括高分子材料基层和形成于高分子材料基层至少一个表面上的金属层。复合集流体可通过将金属材料(铝、铝合金、镍、镍合金、钛、钛合金、银及银合金等)形成在高分子材料基材(如聚丙烯(PP)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚苯乙烯(PS)、聚乙烯(PE)等的基材)上而形成。
在一些实施方式中，当电极组件为锂离子电池时，正极活性材料可采用本领域公知的用于锂离子电池的正极活性材料。作为示例，正极活性材料可包括以下材料中的至少一种：橄榄石结构的含锂磷酸盐、锂过渡金属氧化物及其各自的改性化合物。但本申请并不限定于这些材料，还可以使用其他可被用作电池正极活性材料的传统材料。这些正极活性材料可以仅单独使用一种，也可以将两种以上组合使用。其中，锂过渡金属氧化物的示例可包括但不限于锂钴氧化物(如LiCoO2)、锂镍氧化物(如LiNiO2)、锂锰氧化物(如LiMnO2、LiMn2O4)、锂镍钴氧化物、锂锰钴氧化物、锂镍锰氧化物、锂镍钴锰氧化物(如LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2(也可以简称为NCM333)、LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2(也可以简称为NCM523)、LiNi0.5Co0.25Mn0.25O2(也可以简称为NCM211)、LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2(也可以简称为NCM622)、 LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2(也可以简称为NCM811)、锂镍钴铝氧化物(如LiNi0.85Co0.15Al0.05O2)及其改性化合物等中的至少一种。橄榄石结构的含锂磷酸盐的示例可包括但不限于磷酸铁锂(如LiFePO4(也可以简称为LFP))、磷酸铁锂与碳的复合材料、磷酸锰锂(如LiMnPO4)、磷酸锰锂与碳的复合材料、磷酸锰铁锂、磷酸锰铁锂与碳的复合材料中的至少一种。
在一些实施方式中，正极膜层还可选地包括粘结剂。作为示例，粘结剂可以包括聚偏氟乙烯(PVDF)、聚四氟乙烯(PTFE)、偏氟乙烯-四氟乙烯-丙烯三元共聚物、偏氟乙烯-六氟丙烯-四氟乙烯三元共聚物、四氟乙烯-六氟丙烯共聚物及含氟丙烯酸酯树脂中的至少一种。
在一些实施方式中，正极膜层还可选地包括导电剂。作为示例，导电剂可以包括超导碳、乙炔黑、炭黑、科琴黑、碳点、碳纳米管、石墨烯及碳纳米纤维中的至少一种。
在一些实施方式中，可以通过以下方式制备正极极片：将上述用于制备正极极片的组分，例如正极活性材料、导电剂、粘结剂和任意其他的组分分散于溶剂(例如N-甲基吡咯烷酮)中，形成正极浆料；将正极浆料涂覆在正极集流体上，经烘干、冷压等工序后，即可得到正极极片。
负极极片包括负极集流体以及设置在负极集流体至少一个表面上的负极膜层，负极膜层包括负极活性材料。
作为示例，负极集流体具有在其自身厚度方向相对的两个表面，负极膜层设置在负极集流体相对的两个表面中的任意一者或两者上。
在一些实施方式中，负极集流体可采用金属箔片或复合集流体。例如，作为金属箔片，可以采用铜箔。复合集流体可包括高分子材料基层和形成于高分子材料基材至少一个表面上的金属层。复合集流体可通过将金属材料(铜、铜合金、镍、镍合金、钛、钛合金、银及银合金等)形成在高分子材料基材(如聚丙烯(PP)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚苯乙烯(PS)、聚乙烯(PE)等的基材)上而形成。
在一些实施方式中，负极活性材料可采用本领域公知的用于电池的负极活性材料。作为示例，负极活性材料可包括以下材料中的至少一种：人造石墨、天然石墨、软炭、硬炭、硅基材料、锡基材料和钛酸锂等。硅基材料可选自单质硅、硅氧化合物、硅碳复合物、硅氮复合物以及硅合金中的至少一种。锡基材料可选自单质锡、锡氧化合物以及锡合金中的至少一种。但本申请并不限定于这些材料，还可以使用其他可被用作电池负极活性材料的传统材料。这些负极活性材料可以仅单独使用一种，也可以将两种以上组合使用。
在一些实施方式中，负极膜层还可选地包括粘结剂。粘结剂可选自丁苯橡胶(SBR)、聚丙烯酸(PAA)、聚丙烯酸钠(PAAS)、聚丙烯酰胺(PAM)、聚乙烯醇(PVA)、海藻酸钠(SA)、聚甲基丙烯酸(PMAA)及羧甲基壳聚糖(CMCS)中的至少一种。
在一些实施方式中，负极膜层还可选地包括导电剂。导电剂可选自超导碳、乙炔黑、炭黑、科琴黑、碳点、碳纳米管、石墨烯及碳纳米纤维中的至少一种。
在一些实施方式中，负极膜层还可选地包括其他助剂，例如增稠剂(如羧甲基纤维素钠(CMC-Na))等。
在一些实施方式中，可以通过以下方式制备负极极片：将上述用于制备负极极片的组分，例如负极活性材料、导电剂、粘结剂和任意其他组分分散于溶剂(例如去离子水)中，形成负极浆料；将负极浆料涂覆在负极集流体上，经烘干、冷压等工序后，即可得到负极极片。
电解质在正极极片和负极极片之间起到传导离子的作用。本申请对电解质的种类没有具体的限制，可根据需求进行选择。
在一些实施方式中，电解质采用电解液。电解液包括电解质盐和溶剂。
在一些实施方式中，电解质盐可选自六氟磷酸锂、四氟硼酸锂、高氯酸锂、六氟砷酸锂、双氟磺酰亚胺锂、双三氟甲磺酰亚胺锂、三氟甲磺酸锂、二氟磷酸锂、二氟草酸硼酸锂、二草酸硼酸锂、二氟二草酸磷酸锂及四氟草酸磷酸锂中的至少一种。
在一些实施方式中，溶剂可选自碳酸亚乙酯、碳酸亚丙酯、碳酸甲乙酯、碳酸二乙酯、碳酸二甲酯、碳酸二丙酯、碳酸甲丙酯、碳酸乙丙酯、碳酸亚丁酯、氟代碳酸亚乙酯、甲酸甲酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯、丙酸丙酯、丁酸甲酯、丁酸乙酯、1,4-丁内酯、环丁砜、二甲砜、甲乙砜及二乙砜中的至少一种。
在一些实施方式中，电解液还可选地包括添加剂。例如添加剂可以包括负极成膜添加剂、正极成膜添加剂，还可以包括能够改善电池某些性能的添加剂，例如改善电池过充性能的添加剂、改善电池高温或低温性能的添加剂等。
在一些实施方式中，电极组件中还包括隔膜。本申请对隔膜的种类没有特别的限制，可以选用任意公知的具有良好的化学稳定性和机械稳定性的多孔结构隔膜。
在一些实施方式中，隔膜的材质可选自玻璃纤维、无纺布、聚乙烯、聚丙烯及聚偏二氟乙烯中的至少一种。隔膜可以是单层薄膜，也可以是多层复合薄膜，没有特别限制。在隔膜为多层复合薄膜时，各层的材料可以相同或不同，没有特别限制。
在一些实施方式中，正极极片、负极极片和隔膜可通过卷绕工艺或叠片工艺制成电极组件。
在一些实施方式中，电极组件可包括外包装。该外包装可用于封装上述电极组件及电解质。
在一些实施方式中，电极组件的外包装可以是硬壳，例如硬塑料壳、铝壳、钢壳等。电极组件的外包装也可以是软包，例如袋式软包。软包的材质可以是塑料，作为塑料，可列举出聚丙烯、聚对苯二甲酸丁二醇酯以及聚丁二酸丁二醇酯等。
本申请对电极组件的形状没有特别的限制，其可以是圆柱形、方形或其他任意的形状。例如，图5是作为一个示例的方形结构的电极组件5。
在一些实施方式中，参照图6，外包装可包括壳体51和盖板53。其中，壳体51可包括底板和连接于底板上的侧板，底板和侧板围合形成容纳腔。壳体51具有与容纳腔连通的开口，盖板53能够盖设于开口，以封闭容纳腔。正极极片、负极极片和隔膜可经卷绕工艺或叠片工艺形成电极组件52。电极组件52封装于容纳腔内。电解液浸润于电极组件52中。电极组件5所含电极组件52的数量可以为一个或多个，本领域技术人员可根据具体实际需求进行选择。
在一些实施方式中，电极组件可以组装成电池模块，电池模块所含电极组件的数量可以为一个或多个，具体数量本领域技术人员可根据电池模块的应用和容量进行选择。
图7是作为一个示例的电池模块4。参照图7，在电池模块4中，多个电极组件5可以是沿电池模块4的长度方向依次排列设置。当然，也可以按照其他任意的方式进行排布。进一步可以通过紧固件将该多个电极组件5进行固定。
可选地，电池模块4还可以包括具有容纳空间的外壳，多个电极组件5容纳于该容纳空间。
在一些实施方式中，上述电池模块还可以组装成电池包，电池包所含电池模块的数量可以为一个或多个，具体数量本领域技术人员可根据电池包的应用和容量进行选择。
图8和图9是作为一个示例的电池包1。参照图8和图9，在电池包1中可以包括电池箱和设置于电池箱中的多个电池模块4。电池箱包括上箱体2和下箱体3，上箱体2能够盖设于下箱体3，并形成用于容纳电池模块4的封闭空间。多个电池模块4可以按照任意的方式排布于电池箱中。
另外，本申请还提供一种用电装置，用电装置包括本申请提供的电极组件、电池模块、或电池包中的至少一种。电极组件、电池模块、或电池包可以用作用电装置的电源，也可以用作用电装置的能量存储单元。用电装置可以包括移动设备(例如手机、笔记本电脑等)、电动车辆(例如纯电动车、混合动力电动车、插电式混合动力电动车、电动自行车、电动踏板车、电动高尔夫球车、电动卡车等)、电气列车、船舶及卫星、储能系统等，但不限于此。
作为用电装置，可以根据其使用需求来选择电极组件、电池模块或电池包。
图10是作为一个示例的用电装置。该用电装置为纯电动车、混合动力电动车、或插电式混合动力电动车等。为了满足该用电装置对电极组件的高功率和高能量密度的需求，可以采用电池包或电池模块。
作为另一个示例的装置可以是手机、平板电脑、笔记本电脑等。该装置通常要求轻薄化，可以采用电极组件作为电源。
实施例
以下，说明本申请的实施例。下面描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。实施例中未注明具体技术或条件的，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。
实施例1
粘结剂的制备
步骤1，向500ml三口瓶中分别加入75.24g丙烯酸甲酯，18.55g丙烯腈，6.21g丙烯酰胺，三者摩尔比为1:0.4:0.1，并加入3.6g十二烷基磺酸钠，150g的去离子水，充分搅拌60min，进行分散乳化，得到囊材的预聚体，倒入容器中备用；
步骤2，向500ml三口瓶中加入100ml去离子水、0.15g十二烷基苯磺酸钠，搅拌均匀后以5000r/min的转速进行乳化10min，然后加入10g的邻苯二甲酸二丁酯继续乳化60min，得到均匀稳定的乳液；
步骤3，然后利用蠕动泵分别缓慢滴加步骤1制得的囊材预聚体和引发剂溶液(将引发剂0.2g过硫酸钾溶于去离子水中形成溶液)，待滴加完毕后升温到90℃并保温反应0.5h，冷却到40℃，用氨水调节pH至7～8后，过滤、出料。
隔膜的制备
采用市售的厚度为20μm、平均孔径为80nm的PP-PE共聚物微孔薄膜(来自卓高电子科技公司，型 号20)作为基材。将如上文制备的粘结剂于去离子水中搅拌混合均匀，得到浆料(固含量为20％)。将浆料均匀涂布在基材的两个表面上，干燥除去溶剂，涂覆组合物在基材上的涂布密度为1.0g/m2，得到隔膜。
正极极片的制备
将聚偏二氟乙烯(PVDF)、磷酸铁锂(LFP)、导电剂碳黑、N-甲基吡咯烷酮(NMP)按质量比为1.2:58.38:0.42:40，充分搅拌混合均匀后制备成正极浆料。将该正极浆料以200g/m2的负载量均匀涂覆在正极集流体铝箔上，之后经过烘干、冷压、分切，得到正极极片。
负极极片的制备
将人造石墨、导电剂乙炔黑、粘结剂丁苯橡胶(SBR)、增稠剂羧甲基纤维素钠(CMC-Na)按照质量比为96.2:1.0:1.6:1.2，加入去离子水中，充分搅拌混合均匀后制备成负极浆料(固含量为63％)。将该负极浆料以98g/m2的负载量涂覆在负极集流体铜箔上，之后经过烘干、冷压、分切，得到负极极片。
电解液的制备
在25℃，将碳酸亚乙酯(EC)、碳酸甲乙酯(EMC)、碳酸二乙酯(DEC)按体积比1:1:1混合得到混合溶剂，然后将LiPF6溶解在上述混合溶剂中，得到电解液，其中LiPF6的浓度为1mol/L。
电极组件的制备
将上述正极极片、隔膜、负极极片按顺序堆叠并卷绕、预压成型(在此期间隔膜与极片粘结)，得到电极组件；将电极组件放入外包装中，加入上述制备的电解液，经封装、静置、化成、老化等工序后，得到电极组件。
在实施例1的基础上改变参数(如表1和表2所示)，得到实施例2至实施例18的实验数据。
实施例12
在250ml的四口烧瓶中加入尿素15g、甲醛溶液38.01g、氯化铵1.5g、间苯二酚1.5g、1.5g十二烷基苯磺酸钠及100g去离子水，作为反应的连续相。开始搅拌，待搅拌溶解后，用HCl溶液将pH值调至4，然后加入邻苯二甲酸二丁酯5g，在搅拌速度下乳化30min。待溶液温度升至60℃后，继续反应4h后结束反应。将冷却后的微胶囊水溶液抽滤，并用大量去离子水洗涤、过滤、干燥。
对比例1：聚丙烯酸酯类聚合物的制备步骤
在室温下，称取丙烯酸甲酯60.92g、丙烯腈33.04g和丙烯酰胺6.04g，加入到装有机械搅拌器、温度计和冷凝管的500mL四口烧瓶中，再加入3g十二烷基硫酸钠乳化剂、1g过硫酸铵引发剂和120g去离子水，以1600rpm的转速搅拌乳化30min，然后升温至75℃反应4h，调节pH值为6～8，降温至40℃以下停止反应，过滤，出料。
对比例2：第一聚合柔性单体聚合得到的聚合物的制备步骤
向三口瓶中，分别加入752.4g丙烯酸甲酯，并加入36g十二烷基磺酸钠，1.2kg的去离子水，充分搅拌进行分散乳化，升温至70℃加入引发剂溶液(0.6g过硫酸钾溶于去离子水中形成的溶液)，搅拌反应30min，继续升温至80℃，用蠕动泵缓慢滴加引发剂溶液(1.2g过硫酸钾溶于100g去离子水中形成的溶液)，待滴加完毕后升温到90℃并保温反应0.5h，冷却到40℃，用氨水调节pH为7，停止反应，过滤、出料。
对比例3：第二聚合极性单体聚合得到的聚合物的制备步骤
在装有回流冷凝器、温度计、搅拌磁子的三口烧瓶中加入去离子水、一定配比的引发剂。在室温下搅拌均匀后，加热升温至设定好的温度促使引发剂发生分解。待温度恒定约半小时后，采用蠕动泵来控制丙烯腈进入聚合体系的浓度，单体以小液滴方式滴加至水中实现聚合反应。待单体滴加完后，于搅拌下恒温继续反应一定时间。反应结束后将三口烧瓶移至空气中冷却至室温，停止反应，过滤、出料。
对比例4：第三聚合分子量调节单体聚合得到的聚合物的制备步骤
首先将30g～90g丙烯酰胺单体加水120g配制成丙烯酰胺溶液，将0.02g～1g过硫酸盐溶于30g水中得到引发剂溶液。向250mL四口反应瓶中加入37.5g异丙醇溶剂，打开搅拌，搅拌速度为200r/min，升温至回流，连续滴加单体溶液和引发剂溶液，控制滴加速度，滴加时间为120min。保持回流反应2h，蒸馏出异丙醇，得到聚丙烯酰胺溶液，过滤、出料。
对比例5：增塑剂与聚丙烯酸酯混聚得到的聚合物的制备步骤
将对比例1制备的聚丙烯酸酯溶液和增塑剂邻苯二甲酸二丁酯，按照质量比100：5的比例进行混合，搅拌均匀，得到聚丙烯酸酯与增塑剂共混溶液。
对比例6：密胺树脂囊材成分得到的聚合物的制备步骤
壁材密胺树脂的制备：三聚氰胺：甲醛：水按照质量为1:2:5的比例制备壁材，先将15.0g三聚氰胺、30.0g甲醛溶液中加入45.0g去离子水，滴入三乙醇胺调节pH为8-9，70℃水浴搅拌加热至壁材 透明后再加入30.0g的去离子水，持续搅拌30分钟得到壁材。
胶囊制备：将71.91g的蒸馏水和0.09g的十二烷基苯磺酸钠混合并搅拌10min后，再加入9g的邻苯二甲酸二丁酯。在70℃的水浴中以搅拌60min，从而获得芯材乳液；将冷却的壁材密胺树脂缓慢添加到芯材乳液中，然后将柠檬酸添加到混合溶液中以将pH值调节至2.5-3.0。将混合物缓慢加热至70℃并搅拌3h，停止反应。在室温下放置后，将所得产物用去离子水和无水乙醇冲洗并过滤多次。最后，将所得产物放入40℃的烘箱中加热并干燥48h，得到的粉末为密胺树脂包覆的微胶囊。
如表1和表2所示，实施例1-实施例4，实施例17和实施例18中，在其他条件不变，改变囊壳三种聚合物的比例；实施例5-实施例8，实施例13-实施例16中，在其他条件不变，改变芯材和囊壳的质量；实施例9-施例11中，在其他条件不变，改变粘结剂的体积平均粒径Dv50。
如表3所示，对比例1为丙烯酸甲酯、丙烯腈和丙烯酰胺三者共聚得到的丙烯酸酯类共聚物的粘结剂；对比例2为丙烯腈聚合得到的聚合物的粘结剂；对比例3为丙烯酰胺聚合得到的聚合物的粘结剂；对比例4为丙烯酰胺聚合得到的聚合物的粘结剂；对比例5为增塑剂与聚丙烯酸酯类共聚物混聚得到的聚合物的粘结剂；对比例6为密胺树脂作为囊壳，增塑剂作为芯材制备得到的粘结剂。
表1实验数据参数表
表2实验数据参数表
表3实验数据参数表

性能测试：
1、隔膜与极片粘结力测试步骤
将电池极片与隔膜重叠在一起，置于热压机上，设定热压机参数为：温度为25℃，压力为10t，时间为30s，施压制得粘结的隔膜/正极片样品；将隔膜/极片样品裁切成150×20mm的矩形样条。通过双面胶将上述矩形样条的极片一面粘贴在钢板上，在矩形样条的一端将隔膜与极片沿长度方向分开2cm的长度，制得测试试样。
将钢板保持水平并用万能试验机(协强仪器制造(上海)有限公司，型号CTM2100)下方夹具固定，将如上的隔膜的剥离端部用万能试验机的上方夹具固定，并连接拉力机。设置测试条件为拉伸速率20mm/min，水平拉动10cm。待拉力稳定后，记录拉力值，通过拉力值与样品宽度的比值，得到隔膜与极片粘结力。同时隔膜与极片粘结力数据可以间接说明粘结剂的粘结性能，粘结性能越好，隔膜与极片粘结力数据越大。
2、电芯硬度测试步骤
将电芯放置在两端水平的台子上，固定中间镂空部位宽12cm，让电芯自然平放，测量电芯中心位置偏离水平基准线的幅度，以此评测电芯的硬度，电芯中心位置偏离水平基准线的幅度越大说明电芯硬度越差。
3、循环性能测试步骤
在25℃下，将实施例1中制备得到的电池，以1/3C恒流充电至3.8V，再以3.8V恒定电压充电至电流为0.05C，搁置5min，再以1/3C放电至2.0V，所得放电容量记为初始容量C0，对上述同一个电池重复以上步骤，并同时记录循环第n次后电池的放电容量Cn，则每次循环后电池容量保持率Pn＝(Cn/C0)×100％。即可用循环500次数下的电池容量保持率来体现循环性能的差异。
表4性能测试参数表

如表4所示，使用实施例1至实施例18中的粘结剂得到的电芯，隔膜与极片粘结力表现良好，而使用对比例1至对比例6中的粘结剂得到的电芯，其隔膜与极片粘结力不如实施例1至实施例18。说明实施例1至实施例18中的粘结剂的粘结性能有优于对比例1至对比例6中的粘结剂的粘结性能。并且，实施例1至实施例18中电池循环性能要优于对比例1至对比例6中电池循环性能。说明在粘结剂粘结性能得到改善的情况下，将该粘结剂用于电池隔膜中能有效提高电池的循环性能。
上仅为本申请的优选实施例，并非因此限制本申请的专利范围，凡是在本申请的申请构思下，利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本申请的专利保护范围内。

Claims (18)

  1. 一种粘结剂，其中，所述粘结剂包括囊壳和设于所述囊壳内的芯材，所述囊壳包括有机聚合物，所述芯材包括增塑剂。
  2. 如权利要求1所述的粘结剂，其中，所述有机聚合物与所述增塑剂的质量比为1：(10～100)，可选地为1：(20～90)。
  3. 如权利要求1或2所述的粘结剂，其中，所述粘结剂的体积平均粒径Dv50为0.5μm-100μm，可选地为7μm-8μm。
  4. 如权利要求1至3中任一项所述的粘结剂，其中，所述有机聚合物包括聚丙烯酸酯类聚合物和脲醛树脂中的至少一种。
  5. 如权利要求4所述的粘结剂，其中，所述聚丙烯酸酯类聚合物的构成单体包括第一聚合柔性单体、第二聚合极性单体和第三聚合分子量调节单体。
  6. 如权利要求5所述的粘结剂，其中，所述第一聚合柔性单体、所述第二聚合极性单体和所述第三聚合分子量调节单体的摩尔比为1:(0.01～0.8):(0.01～0.15)，可选地为1：(0.05～0.7)：(0.05～0.12)。
  7. 如权利要求5或6所述的粘结剂，其中，所述第一聚合柔性单体的结构中含有酯键，所述第二聚合极性单体的结构中含有氰基，所述第三聚合分子量调节单体含有酰胺键。
  8. 如权利要求5至7中任一项所述的粘结剂，其中，所述第一聚合柔性单体为丙烯酸酯类单体，所述第二聚合极性单体为丙烯腈类单体，所述第三聚合分子量调节单体为丙烯酰胺类单体。
  9. 如权利要求8所述的粘结剂，其中，所述丙烯酸酯类单体包括丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸异丁酯、丙烯酸仲丁酯、丙烯酸叔丁酯、丙烯酸正丙酯、丙烯酸环己酯、丙烯酸月桂酯、丙烯酸-2-乙基己酯、丙烯酸-2-羟基乙酯、丙烯酸-2-羟基丙酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸-2-乙基己酯、甲基丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸月桂酯、甲基丙烯酸-2-羟基乙酯和甲基丙烯酸-2羟基丙酯中的至少一种；
    和/或，所述丙烯腈类单体包括丙烯腈和甲基丙烯腈中的至少一种；
    和/或，所述丙烯酰胺类单体包括丙烯酰胺、N-羟甲基丙烯酰胺和N-丁氧基甲基丙烯酰胺中的至少一种。
  10. 如权利要求1至9中任一项所述的粘结剂，其中，所述增塑剂包括邻苯二甲酸二丁酯、己二酸二辛酯、癸二酸二丁酯、癸二酸二辛酯、已二酸二正丁酯中的至少一种。
  11. 一种粘结剂的制备方法，其中，包括：
    将水、乳化剂和有机聚合物的构成单体共混搅拌，得到预聚体，备用；
    将水、乳化剂、增塑剂共混搅拌，得到乳液，备用；
    将所述预聚体和引发剂加入到所述乳液中，加热反应，得到粘结剂，所述粘结剂包括囊壳和设于所述囊壳内的芯材，所述囊壳包括有机聚合物，所述芯材包括增塑剂。
  12. 如权利要求11所述的粘结剂的制备方法，其中，所述有机聚合物包括聚丙烯酸酯类聚合物和脲醛树脂中的至少一种。
  13. 如权利要求11或12所述的粘结剂的制备方法，其中，所述增塑剂的质量与所述有机聚合物的构成单体的质量比为1：(10～100)，可选地为1：(20～90)。
  14. 一种隔膜，其中，所述隔膜上设有如权利要求1至10中任一项所述的粘结剂或者通过如权利要求11至13中任一项所述的粘接剂的制备方法制得的粘接剂。
  15. 一种电极组件，其中，所述电极组件包括如权利要求14所述的隔膜。
  16. 一种电池单体，其中，所述电池单体包括权利要求15所述的电极组件。
  17. 一种电池，其中，所述电池包括权利要求16所述的电池单体。
  18. 一种用电装置，其中，所述用电装置如权利要求16所述的电池单体或者如权利要求17所述的电池。
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