[發明專利]一種聚偏氟乙烯助劑組合物

有效

• 申請號: 201610059537.4
• 申請日: 2016-01-28
• 公開（公告）號: CN105514441B
• 公開（公告）日: 2017-12-01
• 發明（設計）人: 馬莉
• 申請（專利權）人: 馬莉
• 主分類號: H01M4/62
• 分類號: H01M4/62;H01M10/052
• 代理公司: 深圳市惠邦知識產權代理事務所44271
• 代理人: 黃云

技術領域

本發明涉及鋰電池制造技術領域，特別涉及一種聚偏氟乙烯助劑組合物。

背景技術

鋰電池由于具有能量密度高、質量輕、自放電小、循環壽命長、貯存壽命長、工作電壓平穩、無記憶效應、安全性能高、環境污染小等一系列突出優點,目前已廣泛應用于手機、筆記本計算機、攝像機等新型便攜式通信、電子產品上。鋰電池的電極是由炭素材料及鋰的氧化物等活性物質經涂布法在集電體表面形成的。即活性物質等分散到高分子溶液或高分子分散液后，涂布在集電體表面上。因此，用作粘結劑的高分子要求在制備電池及電池反復充放電時，含活性物質的涂膜不會從集電體上脫開，不會產生裂痕，粘結性強，用量少就有足夠的粘結強度。

聚偏氟乙烯(PVDF)膠粘劑具有優良的耐化學介質和粘接性能被普遍應用于鋰離子電池的電極成型中。但聚偏氟乙烯為白色粉末狀結晶性聚合物，結晶度一般為50％左右，結晶熔融溫度在140℃附近，因此在電池通常的使用溫度下，PNDF的結晶性使存在電解液體的分子很難流通，充放電負荷增大。因此，降低PVDF的結晶性，增大PVDF的溶解性對鋰電池的電化學性能有著至關重要的作用。

由于PVDF具有良好的化學穩定性，在室溫下不被酸、堿、強氧化劑和鹵素所腐蝕，發煙硫酸、強堿、酮、醚綿少數化學藥品能使其溶脹或部分溶解，只有少數幾種強極性有機溶劑能使其溶解成膠體狀溶液。隨著對環保和安全健康的重視，越來越多的法律法規規定嚴格限制有害物質的應用，因此減少或不使用有害物質越來越成為目前生產上的一大趨勢。同時，使用健康環保物質對生產成本具有極大的挑戰，因此，開發具有一定價格優勢的新型環保PVDF助劑才具有推廣應用價值。

發明內容

針對上述技術問題，本發明提供了一種新型環保的聚偏氟乙烯助劑組合物，該助劑組合物能夠很好的增加聚偏氟乙烯的溶解性能，改善聚偏氟乙烯的粘結性，從而改善了鋰電池的電化學性能。

為了解決上述技術問題，本發明采取的技術方案是：一種聚偏氟乙烯助劑組合物，包括以下重量份的化合物：尼龍酸甲酯5-15份，乙酰二甲胺15-30份，二丙二醇二甲醚0-10份，甲基吡咯烷酮45-80份。

本發明的聚偏氟乙烯助劑組合物，優選的包括以下重量份的化合物：尼龍酸甲酯7-12份，乙酰二甲胺18-24份，二丙二醇二甲醚3-8份，甲基吡咯烷酮55-65份。

本發明的聚偏氟乙烯助劑組合物，進一步包括以下重量份的化合物：尼龍酸甲酯9-11份，乙酰二甲胺20-22份，二丙二醇二甲醚4-6份，甲基吡咯烷酮58-62份。

其中，尼龍酸甲酯，是由琥珀酸(丁二酸)二甲酯CH₃OOC(CH₂)₂COOCH₃，戊二酸二甲酯CH₃OOC(CH₂)₃COOCH₃和已二酸二甲酯CH₃OOC(CH₂)₄COOCH三種良好環境的二價酸酯溶劑組成，正是由于這種獨特的構成，使尼龍酸甲酯成為一種無毒、無色透明的液體，有淡淡酯的芳香味，具有超強溶解能力，是可生物降解的環保型高沸點溶劑，廣泛用于汽車涂料，彩色鋼板涂料，罐頭涂料，漆包線和家電料、家具木器涂料等行業。隨著對環保和安全健康的重視，越來越多的法律法規規定或建議不使用有害溶劑，例如：氯化溶劑類(三氯乙烷、氯甲烷等)，乙二醇醚類，乙醇醚乙酸酯類溶劑等。而尼龍酸甲酯產品則是這些溶劑的最佳替代品，尼龍酸甲酯產品亦可充分滿足日益增加的對VOC方面的需求。在本發明中，尼龍酸甲酯作為一種高沸點環保溶劑，替代了部分高成本的助劑，與其它組分配合使用，增加了本發明助劑組合物對溫度的適應能力，使助劑對聚偏氟乙烯的溶解性增加的同時，改善了鋰電池在制作過程中高溫干燥對電池充放電性能的影響。在本發明中，尼龍酸甲酯的使用量為5-15份，進一步為7-12份，更進一步為9-11份。

乙酰二甲胺是一種強極性非質子化溶劑，能溶解多種化合物，具有熱穩定性高、不易水解、腐蝕性低、毒性小等特點，對多種樹脂具有良好的溶解能力。乙酰二甲胺所具有的低廉價格和對聚偏氟乙烯的高度溶解性，使其成為聚偏氟乙烯新型助劑組合物的良好替代品。在本發明中，乙酰二甲胺的加入量為15-30份，優選為18-24份，進一步為20-22份。