[发明专利]粘结剂及其制备方法与应用、负极片和锂离子电池

说明书

本发明涉及一种粘结剂及其制备方法与应用、负极片和锂离子电池；该粘结剂的胶料包括含氧环烷接枝改性聚合物，该含氧环烷接枝改性聚合物的主链聚合物选自聚丁二烯和聚苯乙烯的共聚物、聚丙烯酸、聚丙烯酸衍生物、聚乙烯及聚乙烯衍生物中的至少一种。该粘结剂用于制备锂离子电池的电极片时，可以提高锂离子电池的倍率性能和循环稳定性。

技术领域

本发明涉及电池制备技术领域，特别是涉及一种粘结剂及其制备方法与应用、负极片和锂离子电池。

背景技术

与其他二次可充放电池相比，锂离子电池具有高能量密度和高功率密度、高库伦效率、环境友好及无记忆效应等诸多优势，被广泛应用于电子设备、电动汽车、医疗电子设备、航空航天及电网等领域，如制备手机、摄像机、数码照相机、笔记本电脑等。因此，锂离子电池逐渐占据了电池的主要市场，尤其在电子设备领域已拥有了非常成熟的技术市场。然而，随着科技的快速发展，对锂离子电池的循环寿命及倍率性能提出了更高的要求。

由于正极材料是锂离子电池性能的决定性组分，因此，传统技术中主要聚焦于通过提高正极材料的负载量、压实密度或提升正极材料的比容量以提高锂电池的循环寿命及倍率性能。然而，在传统的锂电池制备技术中，已经将正极材料的重量提升至占整个电池重量的一半以上。因此，通过增加正极活性物质比例来提高正极的负载量，从而提升锂离子电池性能的方法逐渐接近提升极限，已无法满足现今市场对于锂离子电池日益增长的循环寿命及倍率性能的要求。

一些技术人员转而向改进锂离子电池负极的方向进行探索，例如改进负极片的活性材料、固态电解质膜等。然而，通过改进锂离子电池负极以提高锂电池的循环寿命及倍率性能的研究才起步，现有技术仍有待改进。

发明内容

基于此，本发明提供一种粘结剂及其制备方法与应用、负极片和锂离子电池，该粘结剂用于制备负极片时，能提高锂离子电池的循环寿命及倍率性能。

本发明的一个方面，提供了一种粘结剂，所述粘结剂的胶料包括含氧环烷接枝改性聚合物，所述含氧环烷接枝改性聚合物的主链聚合物选自聚丁二烯和聚苯乙烯的共聚物、聚丙烯酸、聚丙烯酸衍生物、聚乙烯及聚乙烯衍生物中的至少一种。

在其中一些实施例中，所述含氧环烷接枝改性聚合物上接枝的含氧环烷基团与所述主链含有的单体的物质的量之比为1:(1～100)。

在其中一些实施例中，制备所述含氧环烷接枝改性聚合物采用的含氧环烷单体选自1,4-二氧杂-2-己烯、2-乙烯基-1,3-二氧戊环和4,7-二氢-1,3-二氧杂环庚中的至少一种。

本发明的另一方面，提供了上述粘结剂的制备方法，包括如下步骤：

将含氧环烷单体与主链聚合物在引发剂的作用下进行接枝反应，得到粘结剂；

其中，所述主链聚合物选自聚丁二烯和聚苯乙烯的共聚物、聚丙烯酸、聚丙烯酸衍生物、聚乙烯及聚乙烯衍生物中的至少一种。

在其中一些实施例中，所述引发剂选自偶氮类引发剂和过氧化物引发剂中的至少一种，所述引发剂的用量占所述含氧环烷单体与所述主链聚合物的总质量的0.01％～1％。

在其中一些实施例中，所述接枝反应的条件为：于40℃～70℃下反应2h～12h。

本发明还提供如上所述的粘结剂在制备电极片中的应用。

本发明还提供一种负极片，所述负极片包含集流体以及形成在所述集流体上的导电层，所述导电层是由包含导电剂、负极活性物质和如上所述的粘结剂的混合物形成。

本发明的另一方面提供如上所述的负极片在制备电池中的应用。

进一步地，本发明还提供一种锂离子电池，所述锂离子电池包括如上所述的负极片。