[發明專利]一種硼酸衍生物改性的粘結劑及含有該粘結劑的鋰離子電池

有效

• 申請號: 202110278031.3
• 申請日: 2021-03-15
• 公開（公告）號: CN113045702B
• 公開（公告）日: 2023-06-16
• 發明（設計）人: 儲霖;郭盼龍;陳偉平;李素麗;李俊義
• 申請（專利權）人: 珠海冠宇電池股份有限公司
• 主分類號: C08F236/10
• 分類號: C08F236/10;C08F212/08;C08F220/06;C08F212/36;C08F230/06;C08F220/18;C08F220/14;C08F220/20;C08F220/56;C08F222/38;C09J147/00;C09J133/08;H01M4/62
• 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

本發明提供了一種硼酸衍生物改性的粘結劑及含有該粘結劑的鋰離子電池，所述粘結劑的乳液膠粒的表面帶有豐富的硼酸基團(?B(OH)subgt;2/subgt;)。當應用到電池極片中時，在極片干燥的過程中硼酸基團與分散劑羧甲基纖維素鈉中的?OH或者功能單體中的?OH可以發生脫水縮合反應，形成三維網絡，增加粘結力，大幅提升了極片的剝離強度。所述粘結劑還能明顯改善鋰離子電池的循環性能，從而延長了鋰離子電池的循環壽命；與常規的粘結劑相比，使用本發明的粘結劑的鋰離子電池的循環容量保持率更高，且循環后鋰離子電池的膨脹率更低，由此能夠顯著抑制鋰離子電池長期使用之后的膨脹率，且使用本發明的粘結劑的鋰離子電池低溫性能也同時得到明顯的改進。

技術領域

本發明涉及一種硼酸衍生物改性的粘結劑及含有該粘結劑的鋰離子電池，屬于鋰離子電池技術領域，具體屬于鋰離子電池粘結劑技術領域。

背景技術

鋰離子電池中的粘結劑作為一種聚合物，既起到活性材料層間的粘結作用，又可以用于活性材料層與極片基材之間的粘結，在電池的制造和性能方面起重要作用，電池的重要組成之一。

目前業內使用最多的乳液型粘結劑有苯乙烯與丁二烯的共聚物形成的SBR乳液、苯乙烯與丙烯酸酯共聚形成的苯丙乳液。這些乳液所形成的膠膜都是不同交聯度的彈性體，能起到粘結作用。但是這類乳液中的微粒之間僅存在范德華作用力，沒有化學相互作用，所以在使用過程中不能形成有效的三維粘結網絡，這樣在電池循環過程中，對電池的膨脹抑制能力欠佳。因此，急需開發功能化的乳液型粘結劑，使其在使用過程中能形成有效的三維粘結網絡，提高電池的性能。

發明內容

為了解決現有粘結劑的粘結性能差等問題，本發明提供一種硼酸衍生物改性的粘結劑及含有該粘結劑的鋰離子電池，所述硼酸衍生物改性的粘結劑的粘結性能較現有的粘結劑有大幅提高，且制備成膜的機械穩定性也有所提升。

本發明是通過如下技術方案實現的：

一種共聚物，所述共聚物為基體單體與式(1)所示共聚單體的共聚物；

式(1)中，R₁選自-C_1-6亞烷基-、-C_6-12亞芳基-、-C(＝O)-O-C_6-12亞芳基-；R₂選自-H、-C_1-6烷基；R₃選自-H、-C_1-6烷基。

根據本發明，所述基體單體選自式(2)和式(3)所示化合物中的至少一種；

H₂C＝CH-R₄?式(2)

H₂C＝C(CH₃)-R₄?式(3)

式(2)和式(3)中，R₄選自-C(R₅)＝C(R₅)₂、-C_6-12芳基、-C(＝O)-O-R₆；其中，R₅相同或不同，彼此獨立地選自-H、-C_1-6烷基；R₆選自取代或未取代的-C_1-6烷基，取代基選自羥基。

根據本發明，所述式(1)所示共聚單體具體選自如下式(1-1)、式(1-2)、式(1-3)、式(1-4)和式(1-5)所示的化合物中的至少一種：