[发明专利]粘结剂、正极浆料、正极片和锂离子电池

说明书

一种粘结剂、正极浆料、正极片和锂离子电池，属于锂离子电池领域。粘结剂包括木质素衍生物、聚丙烯酸。其中的木质素衍生物是以碱木质素或酶解木质素为主要原料，经化学改性接入由磺酸基、羧基、铵基和胺基组成的组中的任意一种或多种的活性基团而得到的改性产物中的至少一种。该粘结剂使用环保且原料廉价易得。

技术领域

本申请涉及锂离子电池领域，具体而言，涉及一种粘结剂、正极浆料、正极片和锂离子电池。

背景技术

锂离子电池在日常生活中已经获得了广泛的应用。

传统的锂离子电池正极制备技术使用聚偏氟乙烯(Polyvinylidene Fluoride，PVDF)作为正极粘结剂。其结构中的C-H键与C-F键相互交联形成螺旋状围绕碳链结构，从而使得PVDF表现出良好的稳定性具有较好的粘结性能。

但在使用过程中，PVDF需要消耗大量的N-甲基吡咯烷酮(N-MethylPyrolidone，NMP)有机溶剂，从而引起严重的环境污染和成本高昂。此外，聚偏氟乙烯在一些电解液中会出现溶胀现象，这个会在一定程度上导致锂离子电池的稳定性下降。

为了避免有机溶剂的高污染，水性正极技术应运而生，而传统的PVDF无法在水性溶剂中溶解，给水性正极发展带来巨大的挑战。

有鉴于此，特提出本申请。

发明内容

基于上述的不足，本申请提供了一种粘结剂、正极浆料、正极片和锂离子电池，以部分或全部地改善、甚至解决相关技术中的问题。

本申请是这样实现的：

在第一方面，本申请的示例提供了一种粘结剂，其用于锂离子电池的正极片的制作。

粘结剂包括：木质素衍生物、聚丙烯酸。其中，木质素衍生物是木质素磺酸盐或木质素改性物。该木质素改性物是以碱木质素或酶解木质素为主要原料，经化学改性接入由磺酸基、羧基、铵基和胺基组成的组中的任意一种或多种的活性基团而得到的改性产物中的至少一种。

该粘结剂中的使用经过改性的木质素，其具有改进的水溶解性。木质素衍生物与聚丙烯酸合用能够获得优异的亲水性，在水中易于分散。此外，此粘结剂还具有粘结性强、原料便宜、绿色环保等特点。

结合第一方面，在本申请的第一方面的第一种可能的实施方式中，粘结剂包括按照质量份数计的以下组分：木质素衍生物100份，聚丙烯酸20～500份。

以上述比例使用木质素衍生物和聚丙烯酸能够调控粘结剂在使用状态下的分散性。

结合第一方面或第一方面的第一种可能的实施方式，在本申请的第一方面的第二种可能的实施方中，木质素衍生物的数均分子量为500至10000。

木质素衍生物的数均分子量在上述范围内可以获得溶解性和增稠性能的平衡。

结合第一方面，在本申请的第一方面的第三种可能的实施方式中，粘结剂通过用水将木质素衍生物和聚丙烯酸分散为分散液使用。

通过使用水来将粘结剂制作为液体物质使用可以提高其使用原料的安全性，同时降低制作难度。

结合第一方面的第三种可能的实施方式，在本申请的第一方面的第四种可能的实施方中，分散液的固含量为1～50％。

粘结剂用水制作的分散液的固含量在上述范围内，因此，具有其在相对较少的用量下可以起到理想的粘结效果。换言之，其利用率较高。

在第二方面，本申请的示例提供了一种正极浆料，其用于锂离子电池。正极浆料包括：活性材料、导电剂、如前述的粘结剂，且粘结剂由水调匀。

结合第二方面，在本申请的第二方面的第一种可能的实施方式中，正极浆料为粘性的浆料，浆料的固含量在40～80％。