[发明专利]一种粘结剂及应用该粘结剂的锂离子电池

说明书

技术领域

本发明涉及电池的制造领域，特别是与锂离子电池正负极浆料的粘结剂有关。

背景技术

随着二十世纪微电子技术的发展，小型化的设备日益增多，对电源提出了很高的要求。锂电池具有更高的重量能量比、体积能量比；电压高，单节锂电池电压为3.6V，等于3只镍镉或镍氢充电电池的串联电压；自放电小可长时间存放，这是该电池最突出的优越性；无记忆效应，锂电池不存在镍镉电池的所谓记忆效应，所以锂电池充电前无需放电；寿命长。正常工作条件下，锂电池充/放电循环次数远大于500次；可以快速充电。锂电池通常可以采用0.5-1倍容量的电流充电，使充电时间缩短至1-2小时；可以随意并联使用；由于电池中不含镉、铅、汞等重金属元素，对环境无污染，是当代最先进的绿色电池。由于锂电池的诸多优点，使其随之进入了大规模的实用阶段。

近年来锂离子电池广泛应用于手机、笔记本电脑以及各种便携式整机配套能源。锂离子电池已经取得了积极的研究并朝着提高电池容量、提高相关电化学性能及提高加工性能方向发展，但是大多数研究是向正负极材料的改进、电解液添加剂的使用等。而本发明人通过对行业的多方面了解发现：目前锂离子电池在正极浆料的制备或锂离子电池负极浆料的制备时只使用的单一规格型号(单一级别分子量)的粘结剂聚偏氟乙烯(PVDF)，而不同级别分子量的聚偏氟乙烯对电池正、负极浆料的制备，正、负极片涂布的粘结性能或电池的电化学性能有不同的影响。例如：1)低分子量的聚偏氟乙烯添加量需要比较高才能保证浆料涂布的粘结性能，但聚偏氟乙烯含量较高时会降低活性物质的含量，降低正、负极极片的最大压实密度，增加电池内阻，降低循环性能等；2)高分子量聚偏氟乙烯在配制浆料时会使浆料的黏度大大增大，在浆料进行间隙涂布时会出现明显的“拉丝”“拖尾”现象。所以说锂离子电池中使用单一规格型号粘结剂聚偏氟乙烯比较难同时达到正、负极浆料加工性能优异、极片粘结性能优异和电池电化学性能优异的效果。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于锂离子电池正负极浆料的粘结剂，以提高正、负极浆料的加工性能，改善现有粘结剂在浆料制备过程中黏度难以控制的状况，提高正、负极片的粘结性能，并可以提高锂离子电池的电化学性能。

本发明的再一目的是提供应用该粘结剂的锂离子电池。

为实现上述目的，本发明的解决方案是：

一种粘结剂，由至少2种分子量范围为10000-1500000的不同级别分子量的聚偏氟乙烯混合组成，比例范围为1∶10-10∶1。

所述粘结剂由分子量级别为30001-40000与分子量级别为80001-90000的聚偏氟乙烯以2∶1的比例混合组成。

一种应用上述粘结剂的锂离子电池，其正极浆料中的粘结剂由至少2种分子量范围为10000-1500000的不同级别分子量的聚偏氟乙烯混合组成，比例范围为1∶10-10∶1。

所述粘结剂由分子量级别为30001-40000与分子量级别为80001-90000的聚偏氟乙烯以2∶1的比例混合组成。

每种聚偏氟乙烯占浆料干重的质量分数为0.1-7.9％，粘结剂所占的总质量分数为1.0-8.0％。

一种应用上述粘结剂的锂离子电池，负极浆料中的粘结剂由至少2种分子量范围为10000-1500000的不同级别分子量的聚偏氟乙烯混合组成，比例范围为1∶10-10∶1。

正极浆料中的粘结剂由至少2种分子量范围为10000-1500000的不同级别分子量的聚偏氟乙烯混合组成，比例范围为1∶10-10∶1。

所述粘结剂由分子量级别为30001-40000与分子量级别为80001-90000的聚偏氟乙烯以2∶1的比例混合组成。

每种聚偏氟乙烯占浆料干重的质量分数为0.1-7.9％，粘结剂所占的总质量分数为1.0-8.0％。

不同级别分子量的PVDF中PVDF的级别定义为：分子量以每10000为一个单位，算为一个级别，例如：分子量为10000-20000为一个分子量级别，分子量为20001-30000为一个级别。