[发明专利]一种锂离子电池电极粘结剂及其应用

说明书

本发明公开了一种锂离子电池电极粘结剂及其应用，所述锂离子电池电极粘结剂通过对含不饱和键的粘接剂进行氢化处理得到，所述氢化处理用于将所述含不饱和键的粘接剂中的不饱和键，部分或全部变成饱和键，以形成所述锂离子电池电极粘结剂；其中，所述含不饱和键的粘接剂包括丁苯橡胶、羟甲基纤维素钠、聚丙烯酸锂、聚丙烯腈、海藻酸钠中一种或者几种的结合。

技术领域

本发明涉及锂离子电池粘结剂技术领域，尤其涉及一种锂离子电池电极粘结剂及其应用。

背景技术

目前，正极材料性能提升除了通过掺杂、包覆、调整微观结构、控制材料形貌、尺寸分布、比表面积、杂质含量来提高其比容量、倍率、循环性、压实密度、电化学、化学及热稳定性外，最关键的依然是提高材料的容量或电压。这就要求粘接剂能够在较宽电位范围内工作。目前的技术仅使用水性粘接剂材料来避免有毒有刺激的有机溶剂体系及提高极片力学性能，但是尚不能完全适用于高电压的正极体系，然而不提高正极电压就不能提高电池的容量，这就对粘接剂的耐压性提出了更高的要求。

目前商业化的锂电池正极材料主要有钴酸锂、磷酸铁锂、锰酸锂和三元镍钴锰材料，上述类型的正极材料均使用聚偏氟乙烯PVDF/N-甲基吡咯烷酮NMP有机溶剂体系，该体系可有效保证制浆时的均匀性和安全性，起到活性物质颗粒间的粘接作用，将活性物质粘接到集流体上等作用。目前很少有水溶性粘结剂应用于正极体系中，常用的水溶性粘结剂丁苯橡胶SBR含有不饱和双键，在电压高于4V时，容易被氧化；水性粘接剂对高镍体系，会造成锂溶出厉害；水相体系很难干燥等问题。这对正极体系制浆，极片干燥，电化学性能发挥都产生了很多消极的影响。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的缺陷，提供一种锂离子电池电极粘结剂及其应用，通过减少不饱键，有效避免或降低高电压环境下不饱和双键氧化的状况，以有效避免因此影响粘接剂的粘接效果，避免活性物质与活性物质、活性物质与辅材、活性物质与箔材之间粘接性能下降，从而有效控制电极的内阻，保持电池的比容量、倍率、循环性、化学及热稳定性。应用本发明粘结剂的锂离子电池具有较好的循环稳定性、存储寿命、高温性能、安全性能以及其倍率性能。

有鉴于此，本发明实施例提供了一种锂离子电池电极粘结剂，所述锂离子电池电极粘结剂通过对含不饱和键的粘接剂进行氢化处理得到，所述氢化处理用于将所述含不饱和键的粘接剂中的不饱和键，部分或全部变成饱和键，以形成所述锂离子电池电极粘结剂；

其中，所述含不饱和键的粘接剂包括丁苯橡胶、羟甲基纤维素钠、聚丙烯酸锂、聚丙烯腈、海藻酸钠中一种或者几种的结合。

优选的，所述锂离子电池电极粘结剂用于电极浆料中；所述锂离子电池电极粘结剂占所述电极浆料的(0.1wt％-10wt％]。

第二方面，本发明实施例提供了一种电极浆料，所述电极浆料包括：电极活性物质、导电剂和上述权利要求1所述的锂离子电池电极粘结剂；或者，所述电极浆料包括：电极活性物质、导电剂、含不饱和键的粘接剂和上述权利要求1所述的锂离子电池电极粘结剂。

优选的，所述电极活性物质包括钴酸锂、磷酸铁锂、锰酸锂和三元镍钴锰材料中的一种或者几种的组合；

所述导电剂包括导电炭黑、碳纤维、导电石墨、碳纳米管中一种或者几种的组合。

优选的，所述电极浆料还包括溶剂。

优选的，所述溶剂为水。

第三方面，本发明实施例提供了一种电极极片，包括上述第二方面所述的电极浆料。

优选的，所述电极极片中，电极浆料的厚度为1-300μm。

第四方面，本发明实施例提供了一种锂离子电池，包括上述第三方面所述的电极浆料。

优选的，所述锂离子电池包括液态锂离子电池、混合固液锂离子电池、混合固液金属锂电池、全固态锂离子电池及固态金属锂电池。