[發明專利]一種電能儲存設備的金屬表面底膠及其導電涂層組合物

有效

• 申請號: 201710938312.0
• 申請日: 2017-10-10
• 公開（公告）號: CN107698713B
• 公開（公告）日: 2020-07-28
• 發明（設計）人: 劉海春;呂新坤;胡明源;曹國剛;朱貴林;張琪
• 申請（專利權）人: 重慶云天化瀚恩新材料開發有限公司;云南云天化股份有限公司
• 主分類號: C08F283/00
• 分類號: C08F283/00;C08F220/18;C08F212/08;C08F220/06;C08F220/58;C08F220/44;C09D151/08;C09D5/24
• 代理公司: 北京中建聯合知識產權代理事務所(普通合伙) 11004
• 代理人: 王靈靈;晁璐松

一種電能儲存設備的金屬表面底膠，由預聚體、油溶性單體、水溶性單體、引發劑、表面活性劑通過乳液聚合得到，所述預聚體是通過催化劑使異氰酸酯、多元醇及具有羥基的丙烯酸酯類單體于20℃?150℃反應制得，所得金屬表面底膠與正負極活性物質粘合性優良、電池極片在電解質溶液中浸泡不溶脹、不脫落，能夠長期保持極片尺寸的穩定性。使用本發明提供的集流體的金屬表面底膠制成的鋰離子電池具有內阻小、極化低、電池容量高等特性。

技術領域

本發明涉及一種電能儲存設備的集流體的金屬表面底膠及其導電涂層組合物，具體地，本發明涉及一種粘合力優異的底膠、利用該底膠制備的導電涂層組合物。

背景技術

鋰離子電池作為一種電能存儲設備，具有能量密度高、輸出電壓高、輸出功率大、自放電小、工作溫度寬、無記憶效應等特點，被廣泛應用于手機、筆記本電腦等便攜式電子設備中。目前，鋰離子電池作為動力電池在混合動力汽車、插電式混合動力汽車及純電動汽車中也有廣泛的應用。

鋰離子電池主要由正極、負極、隔膜和電解液等組成，正負極電極一般由粉狀活性材料，即鋰過渡金屬氧化物正極材料或碳素負極材料、底膠、導電添加劑和集流體組成。制備方法一般是把活性材料、導電添加劑和底膠溶液混合研磨均勻制成漿料，涂布于作為集流體的銅箔、鋁箔上，經干燥、碾壓等工藝處理而成。目前應用最多的底膠是含氟聚合物底膠如聚偏氟乙烯類底膠。

但聚偏氟乙烯類底膠在使用中存在諸多缺點：如粘接強度較弱；含有氟元素會與嵌鋰石墨反應造成熱失控和活性物質不可逆反應；對水分敏感；價格昂貴不利于降低成本；溶劑的揮發既污染環境又危害操作人員的健康。

為解決上述問題，人們研究與開發了鋰離子電池水性底膠，如羧甲基纖維素鈉、聚苯乙烯丁二烯共聚物等，但是羧甲基纖維素鈉與聚苯乙烯丁二烯共聚物水性底膠同樣存在粘接性能較弱、極片掉粉等現象，不利于電池的電化學性能。

發明內容

本發明的目的在于提供一種電能儲存設備的金屬表面底膠及其導電涂層組合物，能夠解決現有底膠的粘接力弱、極片掉粉，從而引起電池極片在電解質溶液中浸泡會溶脹、脫落、極片的尺寸不能保持穩定、電池內阻大、極化高、電池容量低的技術問題。

為解決上述技術問題，本發明提供的技術方案如下：

一種電能儲存設備的金屬表面底膠，所述合成電能儲存設備的金屬表面底膠的原料的各組分和用量為：

預聚體：1-70.5份；

油溶性單體：20-95份；

水溶性單體：2.5-20份；

引發劑：0.3-10份；

表面活性劑：0.3-3份；

去離子水：150份；

氨水適量；

所述預聚體由異氰酸酯：20-60份，多元醇：35-70份，具有羥基的丙烯酸酯單體：4.5-10份和催化劑：0.001-0.5份在20℃-150℃下反應制得；

所述多元醇為聚己二酸乙二醇酯二醇、聚己二酸乙二醇-丙二醇酯二醇、聚己二酸一縮二乙二醇酯二醇、聚己二酸乙二醇-一縮二乙二醇酯二醇、聚氧化丙烯二醇、聚四氫呋喃二醇、四氫呋喃-氧化丙烯共聚二醇、聚乙二醇、1,4-丁二醇、1,6-己二醇、甘油、三羥甲基丙烷、新戊二醇、山梨醇中的至少一種；

所述水溶性單體為丙烯酸類單體，同時含有可進行自由基聚合的碳碳雙鍵和具有親水性的基團；

所述引發劑包括乳液聚合使用的過氧化物引發劑及其與還原劑組合而成的氧化還原聚合引發劑。

優選地，所述異氰酸酯為甲苯二異氰酸酯、二苯基甲烷二異氰酸酯、異佛爾酮二異氰酸酯、六亞甲基二異氰酸酯和氫化二苯基甲烷二異氰酸酯中的至少一種。