本發(fā)明涉及電池，具體涉及一種粘結(jié)劑及其制備方法和鋰離子電池。

背景技術(shù)：

1、涂碳箔是一種復(fù)合集流體，通常包括鋁箔基材或銅箔基材等金屬箔基材以及涂覆在金屬箔基材上的導(dǎo)電漿料，導(dǎo)電漿料通常由粘結(jié)劑和導(dǎo)電材料混合后制備而成。涂碳箔中的粘結(jié)劑用于粘結(jié)金屬箔基材和導(dǎo)電材料顆粒，此外，涂碳箔中的粘結(jié)劑還用于將涂碳箔和正極極片粘結(jié)在一起，直接影響涂碳箔和正極極片的界面剝離力。因此，涂碳箔中的粘結(jié)劑是鋰離子電池制作體系中重要的輔佐材料之一，在電池制作工藝中有著不可代替的作用。

2、相關(guān)技術(shù)中，粘結(jié)劑的功能基團(tuán)單一、粘結(jié)性能差，容易導(dǎo)致電極極片在涂布、輥壓過(guò)程中出現(xiàn)掉粉、開(kāi)裂、剝離力低等問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的實(shí)施例提供了一種粘結(jié)劑及其制備方法和鋰離子電池，可以改善粘接劑的粘結(jié)性能差的技術(shù)問(wèn)題。

2、第一方面，本發(fā)明的實(shí)施例提供了一種粘結(jié)劑的制備方法，包括以下步驟：

3、將第一單體、第二單體、第一溶劑和引發(fā)劑加入到反應(yīng)容器中，進(jìn)行聚合反應(yīng)，得到含有預(yù)聚體的中間體，所述預(yù)聚體具有羧基；

4、將第一ph調(diào)節(jié)劑加入到所述中間體中，得到ph值為3-5的混合物；

5、將第二ph調(diào)節(jié)劑加入到所述混合物中，得到ph值為4-7的粘結(jié)劑；

6、其中，所述第一單體選自丙烯酸、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸辛酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯中的至少一種，所述第二單體選自苯乙烯、內(nèi)酰胺、丙烯腈、丙烯酰胺、順丁烯二酸二丁酯中的至少一種，所述第一ph調(diào)節(jié)劑為堿性ph調(diào)節(jié)劑，所述第二ph調(diào)節(jié)劑包括氫氧化鈣、三乙胺、二乙醇胺、氫氧化鎂中的至少一種。

7、在一實(shí)施例中，所述第一單體和所述第二單體的質(zhì)量比為(19-14):(6-1)；和/或

8、所述引發(fā)劑占所述第一單體和所述第二單體質(zhì)量之和的0.5wt％～0.9wt％；和/或

9、所述第一溶劑占所述第一單體和所述第二單體質(zhì)量之和的80wt％～90wt％；和/或

10、所述第一ph調(diào)節(jié)劑包括氨水、氫氧化鈉、氫氧化鋰中的至少一種；和/或

11、所述第一ph調(diào)節(jié)劑與所述第二ph調(diào)節(jié)劑的質(zhì)量比為(19-16)：(1-4)；和/或

12、所述引發(fā)劑包括過(guò)氧化苯甲酰、過(guò)硫酸鉀、過(guò)硫酸銨中的至少一種；和/或

13、所述第一溶劑包括水。

14、在一實(shí)施例中，所述將第一單體、第二單體、第一溶劑和引發(fā)劑加入到反應(yīng)容器中，進(jìn)行聚合反應(yīng)，得到含有預(yù)聚體的中間體，所述預(yù)聚體具有羧基的步驟具體包括：

15、(1)將部分所述第一單體、部分所述第二單體、部分所述引發(fā)劑和全部第一溶劑加入到反應(yīng)容器中，混合均勻，升溫至50℃-70℃，保溫0.5h-1h，得到第一產(chǎn)物；

16、(2)將剩余的所述第一單體、所述第二單體和所述引發(fā)劑加入到所述第一產(chǎn)物中，在50℃-70℃的溫度下保溫4h-8h,得到所述中間體。

17、在一實(shí)施例中，以所述第一單體總質(zhì)量100份計(jì)算，所述第一單體在步驟(1)中的加入量和在步驟(2)中的加入量之間的質(zhì)量比為(1-3)：(19-17)；和/或

18、以所述第二單體總質(zhì)量100份計(jì)算，所述第二單體在步驟(1)中的加入量和在步驟(2)中的加入量之間的質(zhì)量比為(1-3)：(19-17)；和/或

19、以所述引發(fā)劑總質(zhì)量100份計(jì)算，所述引發(fā)劑在步驟(1)中的加入量和在步驟(2)中的加入量之間的質(zhì)量比為(4-7)：(16-13)。

20、在一實(shí)施例中，所述將第一ph調(diào)節(jié)劑加入到所述中間體中，得到ph值為3-5的混合物的步驟具體包括：

21、在30℃-40℃的溫度條件下，往所述中間體中加入所述第一ph調(diào)節(jié)劑，攪拌得到ph值為3-5的混合物。

22、在一實(shí)施例中，所述將第二ph調(diào)節(jié)劑加入到所述混合物中，得到ph值為4-7的粘結(jié)劑的步驟具體包括：

23、在30℃-40℃的溫度條件下，往所述混合物中加入所述第二ph調(diào)節(jié)劑，攪拌得到ph值為4-7的粘結(jié)劑。

24、第二方面，本發(fā)明的實(shí)施例提供了一種粘結(jié)劑，所述粘結(jié)劑由如上所述的制備方法制備而成。

25、在一實(shí)施例中，所述粘結(jié)劑的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為80℃-120℃；和/或

26、所述粘結(jié)劑的平均分子量為500000-900000。

27、第三方面，本發(fā)明的實(shí)施例提供了一種導(dǎo)電漿料，所述導(dǎo)電漿料包括：粘結(jié)劑、導(dǎo)電劑和第二溶劑；

28、其中，所述粘結(jié)劑為如上所述的粘結(jié)劑。

29、在一實(shí)施例中，所述粘結(jié)劑在所述導(dǎo)電漿料中的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為30％-60％；和/或

30、所述導(dǎo)電劑包括石墨烯、碳納米管、石墨、炭黑中的至少一種；和/或

31、所述第二溶劑包括水；和/或

32、所述導(dǎo)電漿料的ph值為4-8。

33、第四方面，本發(fā)明的實(shí)施例提供了一種電極極片，所述電極極片包括如上所述的粘接劑。

34、第五方面，本發(fā)明的實(shí)施例提供了一種鋰離子電池，所述鋰離子電池包括如上所述的電極極片。

35、本發(fā)明的實(shí)施例的有益效果：

36、在本發(fā)明的實(shí)施例中，粘結(jié)劑的制備原料包括第一單體、第二單體、第一溶劑和引發(fā)劑，第一單體和第二單體能夠進(jìn)行聚合反應(yīng)，得到含有預(yù)聚體的中間體，預(yù)聚體具有羧基。第一單體選自丙烯酸、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸辛酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯中的至少一種，第一單體能夠?yàn)檎辰Y(jié)劑引入羧基基團(tuán)，羧基基團(tuán)可以與集流體表面的氧原子形成氫鍵，增強(qiáng)粘結(jié)劑與集流體之間的相互作用力，進(jìn)而提高粘結(jié)劑與集流體之間的界面剝離力；同時(shí)，粘結(jié)劑含有羧基基團(tuán)，羧基基團(tuán)使得粘結(jié)劑能夠與導(dǎo)電劑粉末和正極極片之間形成牢固的化學(xué)鍵合，從而提高粘結(jié)劑的粘接性能；另一方面，第二單體選自苯乙烯、內(nèi)酰胺、丙烯腈、丙烯酰胺、順丁烯二酸二丁酯中的至少一種，第二單體能夠?yàn)檎辰Y(jié)劑引入環(huán)狀結(jié)構(gòu)或不飽和鍵等基團(tuán)，環(huán)狀結(jié)構(gòu)和不飽和鍵等基團(tuán)能夠與導(dǎo)電劑粉體顆粒和正極極片形成錨固作用，從而提高粘結(jié)劑的粘結(jié)性能，改善電極漿料在涂布、輥壓過(guò)程中出現(xiàn)掉粉、開(kāi)裂的問(wèn)題；此外，第二ph調(diào)節(jié)劑含有鈣離子、鎂離子等二價(jià)陽(yáng)離子或氨基官能團(tuán)，鈣離子、鎂離子等二價(jià)陽(yáng)離子能夠和羧酸根離子以離子鍵形式結(jié)合，形成以二價(jià)陽(yáng)離子為橋連的交織網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)；氨基官能團(tuán)中的氮原子可以與預(yù)聚體或預(yù)聚體的羧酸鹽中的氧原子形成氫鍵，由于氫鍵的存在，氨基官能團(tuán)與預(yù)聚體或預(yù)聚體羧酸鹽之間能夠形成穩(wěn)定的連接，從而起到交聯(lián)作用，構(gòu)建具有三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的粘接劑，提高粘結(jié)劑的分子量，進(jìn)而有效改善粘結(jié)劑的內(nèi)聚力，提高粘結(jié)劑的粘接強(qiáng)度。

技術(shù)特征：

1.一種粘結(jié)劑的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的制備方法，其特征在于，

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于，

5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的制備方法，其特征在于，

6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的制備方法，其特征在于，

7.一種粘結(jié)劑，其特征在于，所述粘結(jié)劑由權(quán)利要求1至5任意一項(xiàng)所述的制備方法制備而成。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的粘結(jié)劑，其特征在于，

9.一種導(dǎo)電漿料，其特征在于，包括：如權(quán)利要求7或8所述的粘結(jié)劑、導(dǎo)電劑和第二溶劑。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的導(dǎo)電漿料，其特征在于，

11.一種電極極片，其特征在于，包括如權(quán)利要求7或8所述的粘結(jié)劑。

12.一種鋰離子電池，其特征在于，包括如權(quán)利要求11所述的電極極片。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供一種粘結(jié)劑及其制備方法和鋰離子電池。本申請(qǐng)的粘結(jié)劑的制備原料包括第一單體和第二單體，第一單體選自丙烯酸、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸辛酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯中的至少一種，第一單體能夠?yàn)檎辰Y(jié)劑引入羧基基團(tuán)，羧基基團(tuán)可以提高粘結(jié)劑與集流體之間的界面剝離力；第二單體選自苯乙烯、內(nèi)酰胺、丙烯腈、丙烯酰胺、順丁烯二酸二丁酯中的至少一種，第二單體能夠?yàn)檎辰Y(jié)劑引入環(huán)狀結(jié)構(gòu)或不飽和鍵等基團(tuán)，環(huán)狀結(jié)構(gòu)和不飽和鍵等基團(tuán)能夠與導(dǎo)電劑粉體顆粒和正極極片形成錨固作用，從而提高粘結(jié)劑的粘結(jié)性能，改善電極漿料在涂布、輥壓過(guò)程中出現(xiàn)掉粉、開(kāi)裂的問(wèn)題。

技術(shù)研發(fā)人員：劉青松,金倫,劉范芬,付行,曾紅春,田艷青
受保護(hù)的技術(shù)使用者：湖北億緯動(dòng)力有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/8