[發(fā)明專利]一種鋰離子電池用水性導(dǎo)電粘結(jié)劑及其制備方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110320679.2
• 申請(qǐng)日: 2021-03-25
• 公開（公告）號(hào): CN113078317A
• 公開（公告）日: 2021-07-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 董仕晉;岳敏;呂競(jìng)飛;蔡亞琪
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 無錫零一未來新材料技術(shù)研究院有限公司
• 主分類號(hào): H01M4/62
• 分類號(hào): H01M4/62;H01M10/0525
• 代理公司: 北京德崇智捷知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11467
• 代理人: 申星宇

1. 一種鋰離子電池用水性導(dǎo)電粘結(jié)劑，其特征在于：按重量份數(shù)計(jì)，包含以下成分：基礎(chǔ)性粘結(jié)劑 10-30份、功能性粘結(jié)劑90-120份、本征導(dǎo)電聚合物2-10份、改性碳納米管2-20份、去離子水1000份、助劑0.7-4.1份。

2.如權(quán)利要求1所述的鋰離子電池用水性導(dǎo)電粘結(jié)劑，其特征在于：所述基礎(chǔ)性粘結(jié)劑包括水性苯乙烯丁二烯共聚物類、羧甲基纖維素鈉、水性聚丙烯酸（酯）類、水性聚酰亞胺類、聚乙烯醇、水性聚偏氟乙烯類、水性聚氨酯、水性聚酯、水性聚醚、聚丙烯腈類型水性粘結(jié)劑、聚乙烯吡咯烷酮類粘結(jié)劑中的一種或幾種。

3.如權(quán)利要求1所述的鋰離子電池用水性導(dǎo)電粘結(jié)劑，其特征在于：所述功能性粘結(jié)劑為含有多羥基結(jié)構(gòu)的聚丙烯酸粘結(jié)劑乳液，多羥基結(jié)構(gòu)的聚丙烯酸粘結(jié)劑乳液的單體包括含有羥基的單體以及不含羥基的其他單體，所述含有羥基的單體包括丙烯酸羥乙酯、丙烯酸羥丙酯、甲基丙烯酸羥乙酯，所述不含羥基的其他單體為丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯。

4.如權(quán)利要求3所述的鋰離子電池用水性導(dǎo)電粘結(jié)劑，其特征在于：所述含有多羥基結(jié)構(gòu)的聚丙烯酸粘結(jié)劑乳液的固含量為20-50%，其中羥基含量在3%-10%。

5.如權(quán)利要求1所述的鋰離子電池用水性導(dǎo)電粘結(jié)劑，其特征在于：所述本征導(dǎo)電聚合物為聚乙炔、聚噻吩、聚吡咯、聚苯胺、聚對(duì)苯撐乙烯及上述各類物質(zhì)的衍生物中的至少一種。

6.如權(quán)利要求1所述的鋰離子電池用水性導(dǎo)電粘結(jié)劑，其特征在于：所述改性碳納米管為經(jīng)過羧基化、羥基化、氨基化處理的單壁碳納米管或多壁碳納米管。

7.如權(quán)利要求1所述的鋰離子電池用水性導(dǎo)電粘結(jié)劑，其特征在于：所述助劑為中和劑及水性異氰酸酯固化劑。

8.一種鋰離子電池用水性導(dǎo)電粘結(jié)劑的制備方法，其特征在于：包括如下步驟：

（1）制備本征型導(dǎo)電母液：按質(zhì)量份數(shù)將2-10份本征導(dǎo)電聚合物、10-30份基礎(chǔ)性粘結(jié)劑混合，在室溫下預(yù)分散，加入去離子水調(diào)節(jié)粘度，制得本征型導(dǎo)電母液；

（2）功能性粘結(jié)劑的制備：在常溫下，將含有羥基的單體與離子水按照設(shè)定固含量混合，加入乳化劑，攪拌乳化得到單體混合物，在反應(yīng)器中加入去離子水和其余乳化劑及少量中和劑，添加5%的所述單體混合物，加入過硫酸鹽0.05-0.15份，升溫到70~100℃后保溫15-30min，緩慢滴加引發(fā)劑和剩余部分的所述單體混合物，充分聚合反應(yīng)，脫除殘留的單體和其中的團(tuán)聚體，得到功能性粘結(jié)劑；

（3）導(dǎo)電碳管母液的制備：將碳納米管加工到0.1-3μm，將處理后的碳納米管與水性異氰酸酯固化劑混合，預(yù)分散后采用三輥機(jī)進(jìn)行輥壓加工，添加步驟（2）合成得到的功能性粘結(jié)劑，繼續(xù)輥壓加工得到均勻的導(dǎo)電碳管母液；

（4）水性導(dǎo)電粘結(jié)劑的制備：在常溫下，將步驟（1）得到的本征導(dǎo)電母液與步驟（3）得到的導(dǎo)電碳管母液功能性粘結(jié)劑混合，高速攪拌分散后升溫至60~80℃，保溫?cái)嚢?~3小時(shí)，調(diào)節(jié)pH至7-9，加入去離子水中調(diào)節(jié)固含量，即得到水性導(dǎo)電粘結(jié)劑。

9. 如權(quán)利要求8所述的鋰離子電池用水性導(dǎo)電粘結(jié)劑的制備方法，其特征在于：所述引發(fā)劑為過硫酸鹽或過氧化氫，所述中和劑為氫氧化鈉、氫氧化鉀、氨水中的一種或幾種。

10.如權(quán)利要求8所述的鋰離子電池用水性導(dǎo)電粘結(jié)劑的制備方法，其特征在于：所述步驟（3）中碳納米管的加工方式為：行星球磨機(jī)中球磨加工、超聲細(xì)胞粉碎機(jī)超聲破碎處理、砂磨機(jī)中砂磨或是均質(zhì)機(jī)處理。