[發明專利]一種低阻抗粘結劑及其制備方法和用途

有效

• 申請號: 202010524928.5
• 申請日: 2020-06-10
• 公開（公告）號: CN111635478B
• 公開（公告）日: 2022-06-14
• 發明（設計）人: 郭盼龍;李素麗;陳偉平;李俊義;徐延銘
• 申請（專利權）人: 珠海冠宇電池股份有限公司
• 主分類號: C08F226/06
• 分類號: C08F226/06;C08F212/08;C08F220/34;C08F220/18;C08F220/56;C08F220/60;H01M4/62;H01M10/0525
• 代理公司: 北京知元同創知識產權代理事務所(普通合伙) 11535
• 代理人: 劉元霞;謝怡婷

本發明提供一種低阻抗粘結劑及其制備方法和用途，所述粘結劑是通過第一單體(離子液體類單體)和第二單體(丙烯酸酯類單體、丙烯腈類單體、丙烯酰胺類單體、苯乙烯單體中的至少一種)共聚得到的，所述粘結劑具有良好的離子電導率和粘接性，在電解液中可以穩定存在，將該粘結劑應用于鋰離子電池正極和負極中，能有效降低鋰離子傳輸的內阻，并提高了電池的循環穩定性和可靠性。

技術領域

本發明屬于粘結劑領域，涉及一種含有離子液體結構單元的低阻抗粘結劑及其制備和在鋰離子電池中的應用。

背景技術

低阻抗粘結劑有利于改善鋰離子電池的低溫性能和倍率性能，在快充體系和低溫性能要求較高的鋰離子電池中具有廣泛應用前景，因此，開發新型低阻抗粘結劑具有非常高的應用價值。

聚離子液體作為一類新型的功能性聚合物材料，由離子液體的重復單元構成。聚離子液體不僅包含了離子液體自身的優點(高的電導率、良好的化學和電化學穩定性、不易燃性等)，同時還兼具了聚合物的易加工性和結構可調控性等優點。因此，聚離子液體能夠作為電解質和粘結劑材料使用，但聚離子液體作為鋰離子電池粘結劑材料使用時，存在著粘接強度不夠高，在電解液中穩定性差，尤其作為硅基負極材料的粘結劑時，無法適應硅負極在嵌鋰過程中體積的變化，造成電池的快速失效，循環穩定性變差。

發明內容

為了改善現有技術的不足，本發明的目的是提供一種具有低阻抗、高粘結性和優異機械強度的粘結劑及其制備方法和用途，所述粘結劑是通過第一單體(離子液體類單體)和第二單體(丙烯酸酯類單體、丙烯腈類單體、丙烯酰胺類單體、苯乙烯類單體中的至少一種)共聚得到的，所述粘結劑具有良好的離子電導率和粘結性，在電解液中可以穩定存在，將該粘結劑應用于鋰離子電池正極和負極中，能有效降低鋰離子傳輸的內阻，并提高了鋰離子電池的循環穩定性和可靠性。

本發明目的是通過如下技術方案實現的：

一種粘結劑，所述粘結劑選自包括式I和式II所示的重復單元的聚合物的至少一種：

式I和式II中，R₂和R₃相同或不同，彼此獨立地選自H或甲基；

R₄選自R₁相同或不同，彼此獨立地選自C_1-8烷基、x為1-5之間的整數，f為1-6之間的整數，Y^-為陰離子，選自TFSI^-、FSI^-、Tf^-或PF₆^-；

R₆選自R₅為C_1-8烷基、x為1-5之間的整數；

上述結構式中的*表示連接點。

*表示連接點。

具體的，R₄選自*表示連接點。

具體的，R₆選自*表示連接點。

根據本發明，所述式I所示的重復單元占總的重復單元的摩爾比為10-95mol％，如10mol％、15mol％、20mol％、25mol％、30mol％、35mol％、40mol％、45mol％、50mol％、55mol％、60mol％、65mol％、70mol％、75mol％、80mol％、85mol％、90mol％、95mol％。

根據本發明，所述式II所示的重復單元占總的重復單元的摩爾比為5-90mol％，如5mol％、10mol％、15mol％、20mol％、25mol％、30mol％、35mol％、40mol％、45mol％、50mol％、55mol％、60mol％、65mol％、70mol％、75mol％、80mol％、85mol％、90mol％。