[發(fā)明專利]聚偏氟乙烯改性復合導電粘結劑的制備方法

有效

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• 申請日: 2017-12-29
• 公開（公告）號: CN108172836B
• 公開（公告）日: 2020-03-24
• 發(fā)明（設計）人: 王漢利;許克;唐妮;李秀芬;劉德鵬
• 申請（專利權）人: 山東華夏神舟新材料有限公司
• 主分類號: H01M4/62
• 分類號: H01M4/62
• 代理公司: 青島發(fā)思特專利商標代理有限公司 37212
• 代理人: 耿霞

本發(fā)明涉及一種聚偏氟乙烯改性復合導電粘結劑的制備方法，步驟如下：(1)向反應釜中加入聚偏氟乙烯分散乳液，吹掃氮氣除氧，攪拌，加入含氟單體，升溫，加入引發(fā)劑和分子量調節(jié)劑(2)反應過程中保持聚合溫度，攪拌速度不變，反應后，降溫出料得到復合材料；(3)在反應池中加入去離子水、鹽酸、導電聚合物單體以及步驟(2)制備的復合材料，超聲分散，稱取引發(fā)劑溶于去離子水中，將其加入超聲分散的反應溶液中，攪拌后分離，洗滌，干燥。本發(fā)明利用含氟單體接枝共聚的方式改性聚偏氟乙烯，降低PVDF結晶度，提高聚偏氟乙烯的粘附性及柔韌性；通過加入導電聚合物單體，提高復合粘結劑的導電性能，降低電阻。

技術領域

本發(fā)明屬于新能源材料的技術領域，具體涉及一種聚偏氟乙烯改性復合導電粘結劑的制備方法。

背景技術

鋰離子電池由于其工作電壓高，比能量大，可快速充電和循環(huán)壽命長等諸多優(yōu)點,目前已廣泛用作手機，電腦，電動汽車等移動設備的電源。它主要由正負極，電解液，隔膜和外殼組成。其中電極主要由活性材料，導電劑，粘結劑和集流體組成。鋰離子電池的性能與電極制作工藝有很大的關系，如粘結劑的性能，活性材料、導電劑、粘結劑的比例等。

目前鋰離子電池常用的粘結劑為聚偏氟乙烯樹脂，聚偏氟乙烯由于具有較高的介電常數，穩(wěn)定的電化學窗口，且易形成漿料，在商品鋰離子電池中得到廣泛的應用，但聚偏氟乙烯為高結晶性聚合物，結晶度一般為50％左右，柔韌性較差，高的結晶度使其在電解液中很難流通，充放電負荷增大，導致電池內阻較大；同時由于聚偏氟乙烯分子極性較小，對金屬集流體的粘附性較差，造成鋰離子電池循環(huán)性能低的問題。

目前，國內外研究人員對鋰電用聚偏氟乙烯粘結劑的改性做了很多的工作，涉及的專利有：

專利US5109086A公開了一種聚偏氟乙烯共聚物的制備方法，此方法用含2,3,3,3-四氟丙烯單體改性偏氟乙烯，能提高聚偏氟乙烯共聚物柔順性，抗沖擊性能，耐低溫性能，但此方法制備的聚合物反應收率較低。

專利US6201084B公開了一種偏氟乙烯熱塑性共聚物的制備方法，該方法采用含氟間二氧雜環(huán)戊烯與偏氟乙烯共聚的辦法，提高聚合物的穩(wěn)定性和粘附性，但此方法存在聚合物工藝復雜，聚合物屈服強度低等問題。

專利CN105355922A提供了一種聚吲哚交聯聚偏氟乙烯粘結劑，粘結劑由聚吲哚和聚偏氟乙烯交聯聚合而成。但聚吲哚的加入增大成本，且充放電過程中會參與氧化還原反應而降解，導致電池壽命下降。

專利CN104282912A公開了一種導電聚合物交聯的鋰電池用粘結劑及其制備方法，提高了電子的傳輸速率。但此方法只通過簡單共混方式提高導電性能，未對PVDF性質進行改性。

總之，聚偏氟乙烯粘結劑的改性研究主要通過與其他功能單體共聚或與其他物質共混展開，其目的主要是降低結晶度、提高粘結性和導電性、解決因PVDF添加引起的電阻大等問題。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的是提供一種聚偏氟乙烯改性復合導電粘結劑的制備方法，利用含氟單體接枝共聚的方式改性聚偏氟乙烯，降低PVDF結晶度，有效控制材料的軟硬度，提高聚偏氟乙烯的粘附性及柔韌性；通過加入導電聚合物單體，提高粘結劑的導電性能，降低電阻。

本發(fā)明所述的聚偏氟乙烯改性復合導電粘結劑的制備方法，步驟如下：

(1)向反應釜中加入聚偏氟乙烯分散乳液，吹掃氮氣除氧，攪拌，加入含氟單體，升溫至70-90℃，加入引發(fā)劑和分子量調節(jié)劑，所述的引發(fā)劑加入量占含氟單體比重的0.3-1wt％，所述的分子量調節(jié)劑為丙二酸二乙酯，分子量調節(jié)劑加入量占乳液中氟單體比重的1-5wt％；

(2)反應過程中保持聚合溫度，攪拌速度不變，反應一定時間后，降溫出料得到復合材料，將復合材料洗滌后備用；