[发明专利]一种粘结剂及其制备方法和用途

说明书

本申请公开了一种粘结剂及其制备方法和用途。所述粘结剂包含共聚物，所述共聚物包含源自以下单体的聚合单元：(i)第一单体，该第一单体为偏氟乙烯；(ii)第二单体，该第二单体为不同于第一单体的含氟改性共聚单体；以及(iii)第三单体，该第三单体为无氟改性共聚单体。本申请制备的粘结剂具有极佳的柔韧性和粘结性能，能够有效地消除锂电池极片的开裂掉粉问题，大幅度提升极片与集流体之间的结合牢固性，显著改善锂电池的工作性能。

技术领域

本申请涉及新能源产业的锂离子电池制造技术领域，更具体来说涉及一种用于锂电池制造的粘结剂及其制备方法和用途。

背景技术

锂离子电池由于具有能量密度高、质量轻、循环寿命长、安全性能高以及环境污染小等一系列突出优点，已广泛应用于新型便携式电子产品以及电动汽车中，并且由于消费者对于大容量轻便型电子产品的追求，也对锂电池的性能提出了更高要求。

在锂电池构造来看，锂电池包括设置在隔离膜两侧的正极片和负极片，这些极片对电池性能的影响非常大。在电池充放电过程中，锂离子在正负极间来回穿插，会导致正/负极片中活性物质开裂脱落，甚至和集流体分离脱落，从而导致电池容量降低，循环寿命减小等严重缺陷。因此，负责将正负极极片中的活性材料和导电剂与集流体固定粘连的粘结剂对电池性能尤为重要。聚偏氟乙烯由于具有较高的介电常数，稳定的电化学窗口，易形成浆料等特点，在商品化锂电池中作为粘结剂广泛使用。但是聚偏氟乙烯的固有特性导致其存在柔韧性差、内应力大、容易导致极片开裂的问题，另外聚偏氟乙烯还会导致锂电池充放电负荷增大，电池内阻较大，对金属集流体的粘附性较差，致使电池循环性能不足等问题。为了解决上述问题，人们已经投入了大量的精力、时间和资源进行研究，力求开发出能够克服上述问题的改性技术或者能够真正产业化的新的替代材料，但是迄今为止，仍然未能取得令人满意的成果。

因此本领域仍然迫切希望开发一种能够解决上述技术问题的新技术。

发明内容

针对上述问题，本申请的发明人进行了大量深入的研究，成功地开发出一种能够提供优异性能的共聚物粘结剂材料，有效地解决了现有技术中长久以来急需解决的难题。

本申请的第一个方面提供了一种粘结剂，该粘结剂包含共聚物，所述共聚物包含源自以下单体的聚合单元：

(i)第一单体，该第一单体为偏氟乙烯；

(ii)第二单体，该第二单体为含氟改性共聚单体，该第二单体不同于所述第一单体，并且所述第二单体选自以下单体中的一种或多种：全氟化或部分氟化的C2-C12烯烃、氟化氯化C2-C12烯烃、(甲基)丙烯酸全氟化或部分氟化(C1-C12)烷基酯；和

(iii)第三单体，该第三单体为无氟改性共聚单体，其选自以下单体中的一种或多种：(甲基)丙烯酸C3-C16支化烷基酯、C3-C16支化二醇二(甲基)丙烯酸酯、C4-C16支化三醇三(甲基)丙烯酸酯、乙烯基(C1-C6)烷基(甲基)丙烯酸酯、乙烯基(C1-C6)烷基醚(C1-C12)烷基(甲基)丙烯酸酯、乙烯氧基(C2-C6)烷氧基(C1-C12)烷基(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸(C4-C16)环烷基酯、(甲基)丙烯酸(C4-C16)芳基酯、(甲基)丙烯酸(C4-C16)芳烷基酯、(甲基)丙烯酸(C4-C16)杂芳基酯、(甲基)丙烯酸(C4-C16)杂芳烷基酯。

根据本申请第一个方面的一个实施方式，以所述第一单体为100重量份计，所述第二单体的含量为0.1至20重量份，所述第三单体的含量为0.1至15重量％。

根据本申请第一个方面的另一个实施方式，所述共聚物的重均分子量Mw为8,000至1,500,000。