[發明專利]一種粘結劑、極片和鋰離子電池及其制備方法在審

申請號：	201611191310.1	申請日：	2016-12-21
公開（公告）號：	CN108232197A	公開（公告）日：	2018-06-29
發明（設計）人：	陳永勝;隨東;周赤;解敏雨	申請（專利權）人：	天津普蘭能源科技有限公司
主分類號：	H01M4/62	分類號：	H01M4/62;H01M4/13;H01M4/139;H01M10/0525;H01M10/058
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地址：	300350 天津市津南區***	國省代碼：	天津;12
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摘要：
搜索關鍵詞：	粘結劑鋰離子電池極片制備含氟聚合物安全系數熱穩定性柔韌性能循環壽命內阻
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【說明書】：

本發明提供一種粘結劑、極片和鋰離子電池及其制備方法，包括粘結劑、極片、鋰離子電池、粘結劑的制備方法、極片的制備方法和鋰離子電池的制備方法，粘結劑是含氟聚合物，極片和鋰離子電池均含有粘結劑，本發明的有益效果是：粘結劑具有熱穩定性好，安全系數高，適用性顯著的優點，所用粘結劑的極片具有柔韌性能佳、不易開裂的優點，所用粘結劑的鋰離子電池具有內阻低、循環壽命長的優點，從而使用更加方便。

技術領域

本發明涉及鋰離子電池技術，具體涉及一種粘結劑、極片和鋰離子電池及其制備方法。

背景技術

與傳統的鉛酸電池、鎳氫電池和鎳鎘電池相比，鋰離子電池是一種高能量密度、高工作電壓、無記憶效應、綠色環保的儲能器件，被廣泛應用于手機、平板電腦、儲能、電動工具、電動汽車等領域。隨著智能手機和新能源汽車的普及，人們對鋰離子電池的要求越來越高，尤其是能量密度、安全性能及循環性能。

鋰離子電池的重要組成部分—粘結劑—是幫助正負極活性物質和導電劑附著粘黏在集流體表面，形成正負極極片的，是鋰離子電池組成中不可缺少的一部分。

目前常用的的鋰離子電池粘結劑包括聚偏氟乙烯、苯乙烯-丁二烯橡膠(SBR)和丙烯腈的多元共聚物(LA系列聚合物)，但是它們都存在各自的缺點。聚偏氟乙烯是一種半結晶的聚合物，作為粘結劑在電池應用中存在以下缺點：經電解液長時間浸泡后溶脹反彈大，另外熱穩定性差有安全隱患，在過充、熱沖擊時容易發生爆炸；其次，使用聚偏氟乙烯作為粘結劑時，必須將其溶解在諸如N-甲基吡咯烷酮的有機溶劑才能和正負極活性物質、導電劑混合在一起，才能完成粘接作用。SBR作為粘結劑與極性的電解液親和性較差，易導致充放電過程中鋰離子在粘結劑中的傳導困難，電池的內部電阻增加，這一現象在低溫下更加明顯，體現為電池低溫下負極析鋰更加嚴重，電池的動力學性能較差，難以滿足鋰電池尤其是動力電池對大倍率充放電的需求。丙烯腈的多元共聚物(LA系列聚合物)因其過高的玻璃化轉變溫度，容易使極片變硬變脆，即以其為粘結劑的極片柔韌性欠佳，因此，使用該粘結劑在涂布過程中易出現開裂現象、輥壓后出現條紋、裁片以及卷繞過程中極片邊緣掉料，加工性能差，從而嚴重制約了其在鋰電池尤其是動力電池中的應用。因此，發明新的粘結劑來克服現有鋰離子電池所用粘結劑的缺點具有重大的意義。

發明內容

本發明要解決的問題是提供一種粘結劑、極片和鋰離子電池，粘結劑具有熱穩定性好，安全系數高，適用性顯著的優點，所用粘結劑的極片具有柔韌性能佳、不易開裂的優點，所用粘結劑的鋰離子電池具有內阻低、循環壽命長的優點，從而使用更加方便。

本發明提供的技術方案如下：一種粘結劑、極片和鋰離子電池，包括粘結劑，所述粘結劑是含氟聚合物；

所述含氟聚合物為或其衍生物，其化學結構式如下：

R選自H⁺、Li⁺、Na⁺、K⁺、Rb⁺、Cs⁺、NH₄⁺、Mg²⁺、Ca²⁺或Al³⁺中的一種離子；優選為Li⁺或Na⁺。