[发明专利]一种锂离子电池负极水系粘结剂组合物及其制备工艺

说明书

本发明公开了一种锂离子电池负极水系粘结剂组合物及其制备工艺，组合物包括：亲水性单体、亲油性单体及不饱和碳链在乳化剂的作用下聚合而成，其制备方法包括：称取作为乳化剂的多元烷基盐；将乳化剂溶于水后通入保护性气体驱氧；将引化剂加入乳化剂进行均匀混合；将亲水性单体、亲油性单体及不饱和碳链混合搅拌得到混合单体；将乳化剂逐滴加入混合单体中，全部加入后持续搅拌；将最后的混合粘结剂过50到400目滤网。本发明与传统相比，通过工艺和配方的创新，改进了乳液的物化性能，改进了乳液的电性能和粘结力，提供乳液优异的延流特性，提高了粘结剂在负极表层的包覆率，使负极材料的微观有效粘结位增加，减少锂离子二次电池负极粘结剂使用量。

技术领域

本发明涉及一种电池专用粘合剂，具体说是一种锂离子电池负极水系粘结剂组合物及其制备工艺。

背景技术

锂离子二次电池自商业化以来，由于其具有高容量、循环次数多、无记忆效应、能量密度高、循环寿命长、绿色环保、使用温度范围宽、高倍率性及安全性等性能被广泛的应用到智能手机、平板电脑、蓝牙耳机、电动自行车和电动汽车等。随着科技的发展，人们对锂电池的能量密度的要求越来越高。

目前，市场上用于锂电池负极材料的粘结剂主要有丁苯橡胶(SBR)/羧甲基纤维素钠(CMC)等。SBR/CMC水性粘结剂在市场上有大规模应用，但其粘结力和抑制极片膨胀的效果均有限，同体系下动力学性能较差，同时价格稍高，故使用时在一定范围内受到限制。

为了解决上述问题，我们做出了一系列改进。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种锂离子电池负极水系粘结剂组合物及其制备工艺，以克服现有技术所存在的上述缺点和不足。

一种锂离子电池负极水系粘结剂组合物的制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：

(1)称取单体混合物质量的0.1～50％的多元烷基盐溶于水中，往多元烷基盐溶液中通入保护性气体进行驱氧，搅拌至全部溶解以形成多元烷基盐溶液；

(2)将引发剂加入多元烷基盐溶液进行均匀的混合搅拌，得到含乳化剂的分散液；

(3)将单体的质量比为0～40:30～60:70～10的亲水性单体、亲油性单体及不饱和碳链混合搅拌得到混合单体；

(4)将含乳化剂的分散液逐滴加入混合单体中，待含乳化剂的分散液全部加入后，持续搅拌至充分反应；

(5)将最后的混合粘结剂过50到400目滤网，然后用相应容器保存好，就得到所述粘结剂；

其中，所述亲水性单体包括具有如下结构的单体中的至少一种的：CHR1＝CR2R3，所述R1为氢、甲基、氟取代型甲基、氯取代甲基中的一种或多种组合，所述R2为氢、甲基、氟取代型甲基、氯取代甲基中的一种或多种组合，所述R3为羧基、羧酸钠、羧酸锂、羧酸甲酯、羧酸乙酯、羧酸丙脂、羧酸丁酯、氨基甲酸脂、酰胺基、二甲基甲酰胺中的一种或多种组合；

所述亲油性单体包括具有如下结构的单体中的至少一种的：CHR1＝CR2R3，所述R1为氢、甲基、氟取代型甲基、氯取代甲基中的一种或多种组合，所述R2为氢、甲基、氟取代型甲基、氯取代甲基中的一种或多种组合，所述R3为环己烷、苯环、六元环脂、氟取代型环己烷、氯取代型环己烷、氟代苯、氯取代苯中的一种或多种组合；

所述不饱和碳链包括具有如下结构的单体中的至少一种的：CHR1＝CR2R3，所述R1为氢、甲基、氟取代型甲基、氯取代甲基中的一种或多种组合，所述R2为氢、甲基、氟取代型甲基、氯取代甲基中的一种或多种组合，所述R3为氢、甲基、氟取代甲基、氯取代甲基、乙基、氟取代乙基、氯取代乙基中的一种；