[发明专利]水性粘结剂、制备方法、涂胶隔膜、制备方法及锂离子二次电池

说明书

本发明公开了一种水性粘结剂、制备方法、涂胶隔膜、制备方法及锂离子二次电池。所述水性粘结剂的原料包括点粘结聚合物、面粘结聚合物和聚合物锂盐；所述点粘结聚合物为颗粒状聚合物；所述面粘结聚合物为水溶性聚合物，分子质量在10万～100万之间，玻璃化转变温度高于60℃。解决了涂胶隔膜热压后堵孔及库伦效率降低等问题。

技术领域

本发明涉及新能源技术领域，涉及一种水性粘结剂、制备方法、涂胶隔膜、制备方法及锂离子二次电池。

背景技术

隔膜是锂离子电池四大主材之一，在锂离子电池中起着隔离电子、导通锂离子的作用，防止电池正负极短路。隔膜对电芯界面及电芯的内阻影响很大，进一步影响电池容量、安全性能、充放电密度和循环性能等特性。

涂胶隔膜可缓解卷绕结构电芯充放电过程时引起的极片褶皱，从而使电芯界面保持良好的界面。涂胶隔膜可将叠片结构电芯粘牢，避免电芯振动时，极片错位松散。如CN106997940A公开了一种用于锂离子电池隔膜涂覆的水性浆料及其制备方法，水性浆料是无机陶瓷粉20～35份、分散剂0.2～3份、粘结剂2～10份、胶分散液20～50份、表面活性剂0.3～2份、防沉剂0.1～2份和去离子水30～60份制备而成。先将无极陶瓷粉、分散剂、防沉剂和去离子水按照配比加入分散机中进行高速分散1～3小时，然后加入粘结剂、胶分散液和表面活性剂低速分散0.5～2小时后过200目筛网，得浆料，最后使用涂覆机将浆料均匀涂覆在隔膜基膜表面，烘干即可。CN 111341974A公开了一种PVDF涂胶隔膜及其制备方法、PVDF涂胶层、锂电池，所述PVDF涂胶隔膜包括：基膜、位于基膜表面的PVDF涂胶层；其中所述PVDF涂胶层包括以下原料：PVDF浆料、交联剂、含有亲油基团的高分子材料；以及在催化作用下，所述高分子材料通过交联剂与PVDF浆料发生交联反应，以将亲油基团接枝在PVDF浆料上。

但是，电芯使用涂胶隔膜，热压后，隔膜孔隙可能由于胶的压缩而部分堵孔，锂离子导通作用大大减弱，可能引起锂离子被还原成锂单质而在隔膜上析出，从而影响电芯库伦效率，电芯容量，甚至导致电芯跳水。

发明内容

基于上述问题，本发明提供了一种水性粘结剂、制备方法、涂胶隔膜、制备方法及锂离子二次电池。解决了涂胶隔膜热压后堵孔及库伦效率降低等问题。

为达上述目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供了一种水性粘结剂，所述水性粘结剂的原料包括点粘结聚合物、面粘结聚合物和聚合物锂盐；

所述点粘结聚合物为颗粒状聚合物；

所述面粘结聚合物为水溶性聚合物，分子质量在10万～100万之间，例如10万、25万、30万、40万、60万、80万或100万等，玻璃化转变温度高于60℃，例如65℃、70℃、80℃、90℃、100℃或110℃等。

本发明的水性粘结剂选取耐高电压氧化的原材料，其中，点粘结聚合物以颗粒状分散于水性粘结剂中，起点粘结作用；面粘结聚合物为水溶性聚合物，该聚合物偏硬，电芯热压时，面粘结聚合物胶压延率小，不易导致隔膜堵孔；聚合物锂盐起分散作用以及补锂作用，粘结在隔膜上后，其中的锂离子在电化学反应下，可向负极界面提供锂离子，补充负极形成SEI膜时消耗的锂离子，从而提升库伦效率。

以下作为本发明优选的技术方案，但不作为对本发明提供的技术方案的限制，通过以下优选的技术方案，可以更好的达到和实现本发明的技术目的和有益效果。

优选地，所述点粘结聚合物在电解液中溶胀小，在电解液中60℃浸泡24小时，溶胀度小于30％。点粘结聚合物具有较小溶胀的好处在于，当此隔膜应用于电芯时，在电解液中浸泡过程中，点粘结剂溶胀小，隔膜孔隙不至于被此聚合物堵孔，使锂离子导通通畅；此外，较小的溶胀保证了点聚合物在电解液浸泡后仍保持较强的粘结作用，保证了极片的良好贴合界面。