[发明专利]共轭聚合物/丙烯酸树脂及其制备方法、二次电池涂碳涂料

说明书

本发明涉及二次电池技术领域，公开了一种共轭聚合物/丙烯酸树脂及其制备方法、二次电池涂碳涂料，共轭聚合物/丙烯酸树脂包括以下重量组分：丙烯酸单体10～40份；乙烯基磺酸单体40～60份；共轭单体5～20份；表面活性剂1～30份；引发剂0.1～1份；中和剂5～20份。本发明通过乙烯基磺酸单体和反应型表面活性剂对水性丙烯酸树脂改性，能显著提高涂碳层与活性物质层之间的剥离强度，同时，在改性后水性丙烯酸树脂的静电作用下共轭单体同步聚合成共轭聚合物，共轭聚合物与水性丙烯酸树脂形成聚电解质络合物，降低了涂碳层电阻，提高了导电性能。

技术领域

本发明涉及二次电池技术领域，尤其涉及一种共轭聚合物/丙烯酸树脂及其制备方法、二次电池涂碳涂料。

背景技术

集流体是二次电池中不可或缺的重要部件之一，集流体与电极活性物质接触，具有承载电极活性物质与汇集输出电流的多重功能。涂碳集流体在基体上涂覆有分散好的导电碳材料作为涂碳层，集流体涂碳层的涂碳涂料主要由粘结剂、导电碳材料和溶剂组成，粘结剂的主要作用是分散导电碳材料，使之均匀地涂覆在集流体上。

现有涂碳涂料的粘结剂存在两个方面的问题，一方面是集流体与活性物质层的粘结力有限，即剥离强度不高，导致在电极极片收卷过程中和持续的充放电过程中容易发生活性物质与集流体的脱落现象，严重影响电池的循环寿命和安全性能；另一方面是粘结剂大多是绝缘性的，会增加涂碳层的电阻。

专利号JP2013023654A公开了一种基于不饱和二羧酸的粘结剂可以提高涂碳铝箔集流体与钴酸锂层间的剥离强度，但是不饱和二羧酸单体不易自聚，且聚合时易产生低聚物，需经粉化、洗涤、干燥才能得到最终高分子量产物，工艺复杂不利于工业化生产。专利号CN 113054198A公开了一种涂碳铝箔及其制备方法和用途，通过在制备过程中引入氢氧化钙增强粘结剂的粘度，虽然提高了涂碳层和活性物质之间的剥离力，但由于涂碳涂料使用的粘结剂仍是水性聚丙烯酸和/或聚氨酯导致剥离力的提升有限。同时，这些方案中涂碳涂料的粘结剂均为绝缘性的树脂，影响电池的导电性能。

发明内容

针对现有技术中二次电池涂碳涂料存在的剥离强度低和绝缘性树脂影响导电性能的问题，本发明提供了一种共轭聚合物/丙烯酸树脂及其制备方法、二次电池涂碳涂料。

第一方面，本发明提供了一种共轭聚合物/丙烯酸树脂，包括以下重量组分：

丙烯酸单体10～40份；

乙烯基磺酸单体40～60份；

共轭单体5～20份；

表面活性剂1～30份；

引发剂0.1～1份；

中和剂5～20份；

其中，所述乙烯基磺酸单体为乙烯基磺酸、乙烯基苯磺酸、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸中的一种或多种，所述共轭单体为苯胺、烷基噻吩、3,4-乙烯二氧噻吩中的一种或多种。

第二方面，本发明提供了一种第一方面的共轭聚合物/丙烯酸树脂的制备方法，包括：

将10～40份丙烯酸单体、40～60份乙烯基磺酸单体、5～20份共轭单体、1～30份反应型表面活性剂、0.1～1份引发剂、100～200份水混合均匀，获得混合液；

将100～300份水加入反应釜，向所述反应釜滴加所述混合液并保温，保温结束后加入5～20份中和剂进行搅拌，搅拌后进行降温，获得共轭聚合物/丙烯酸树脂。

第三方面，本发明提供了一种二次电池涂碳涂料，所述二次电池涂碳涂料为按预设比例将水、有机溶剂、导电碳材料、消泡剂、第一方面的共轭聚合物/丙烯酸树脂进行混合而获得的涂料。