[發明專利]鋰電池用水性導電粘結劑及其制備方法

在審

• 申請號: 201911395049.0
• 申請日: 2019-12-30
• 公開（公告）號: CN111129499A
• 公開（公告）日: 2020-05-08
• 發明（設計）人: 陳巧;劉俊;岳敏;王偉華
• 申請（專利權）人: 宣城研一新能源科技有限公司
• 主分類號: H01M4/62
• 分類號: H01M4/62;H01M10/0525;B82Y30/00
• 代理公司: 深圳市中知專利商標代理有限公司 44101
• 代理人: 孫皓;檀林清

1.一種鋰電池用水性導電粘結劑，其特征在于：包括0.01～0.8重量份單壁碳納米管、1～10重量份多壁碳納米管和10～50重量份水性粘結劑；所述單壁碳納米管的外徑為0.4～40nm，其管壁厚度為長度≥1μm；所述多壁碳納米管外徑為2～20nm，其管壁厚度為長度在500nm～10cm；所述單壁碳納米管與所述多壁碳納米管的長徑比≥1000nm。

2.根據權利要求1所述的一種鋰電池用水性導電粘結劑，其特征在于，所述水性導電粘結劑還包括質量為碳納米管總量的0.2～100倍的分散劑，所述分散劑為非離子型高分子化合物或離子型纖維素膠或離子型聚丙烯酸。

3.根據權利要求2所述的一種鋰電池用水性導電粘結劑，其特征在于，所述非離子型高分子化合物采用聚乙烯吡咯烷酮，所述離子型纖維素膠采用羧甲基纖維素鈉，所述離子型聚丙烯酸采用PAA混合物。

4.根據權利要求1所述的一種鋰電池用水性導電粘結劑，其特征在于，所述水性導電粘結劑還包括0.5～10質量份的輔助導電材料，所述輔助導電材料為石墨烯、氣相生長炭纖維、特密高的導電炭黑、導電炭黑中的至少一種。

5.根據權利要求1所述的一種鋰電池用水性導電粘結劑，其特征在于，所述水性導電粘結劑還包括0.2～25重量份的導電聚合物，所述導電聚合物的電導率為100～250S/cm；所述導電聚合物為一價對陰離子、一價對陽離子中的一種或兩種。

6.根據權利要求1-5中任一項所述的一種鋰電池用水性導電粘結劑，其特征在于，所述水性粘結劑為聚丙烯酸類、聚丙烯晴類、丁苯橡膠類、甲基纖維素類中的一種。

7.一種鋰電池用水性導電粘結劑的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一、按質量份取0.01～0.8份單壁碳納米管、1～10份多壁碳納米管，或按質量份取0.01～0.8份單壁碳納米管、1～10份多壁碳納米管、以及0.5～10份輔助導電材料、0.2～25份導電聚合物的至少一種，加入至10～50份水性粘結劑溶液中，在10℃～60℃溫度下，通入惰性氣體，進行機械分散，以達到分散溶液的目的，制得混合液；

步驟二、減壓脫除步驟一所得混合液中殘留的團聚體與水性粘結劑殘留單體，真空度≤-0.1MPa，抽真空2～3h，制得水性導電粘結劑。

8.一種鋰電池用水性導電粘結劑的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一、按質量份取0.01～0.8份的單壁碳納米管、1～10份的多壁碳納米管，或按質量份取0.01～0.8份單壁碳納米管、1～10份多壁碳納米管、以及0.5～10份輔助導電材料、0.2～25份導電聚合物的至少一種，加入至質量為所述單壁碳納米管和多壁碳納米管總量的0.2～10倍的分散劑中，在10℃～60℃溫度下，通入惰性氣體；進行機械分散，以達到分散溶液的目的；

減壓脫除上述所得溶液中殘留的團聚體，真空度≤-0.1MPa，抽真空2～3h，得到具有鋰離子導電性能的混合液；

步驟二、將步驟一所得混合液加入至10～50份水性粘結劑中，進行機械分散，使其混合分散均勻，即制得水性導電粘結劑。

9.根據權利要求8所述的一種鋰電池用水性導電粘結劑的制備方法，其特征在于，所述步驟一所得混合液中，單壁碳納米管固含量為0.1％～1.0％，多壁碳納米管固含量為1％～10％。

10.根據權利要求7-9中任一項所述的一種鋰電池用水性導電粘結劑的制備方法，其特征在于，所述機械分散的方式為在500W～2000W功率下對溶液進行超聲，或使用直徑為0.01～0.08mm的鋯珠在200rpm～1000rpm轉速下通過剪切力擊碎溶液，或在200bar～1000bar低壓下對溶液進行單面撞擊，所述機械分散的處理時間為0.5～3h。