[發(fā)明專(zhuān)利]一種鋰離子電池用粘結(jié)劑組合物及制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110433441.0
• 申請(qǐng)日: 2021-04-21
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113174208B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-06-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 林紅吉;馬翰林
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 山東航橡新材料有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): C09J4/06
• 分類(lèi)號(hào): C09J4/06;C09J4/02;C09J127/16;C09J11/06;C09J11/08;H01M4/62;H01M10/0525
• 代理公司: 北京思海天達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11203
• 代理人: 張立改

一種鋰離子電池用粘結(jié)劑組合物及制備方法，屬于粘結(jié)劑技術(shù)領(lǐng)域。在常規(guī)粘結(jié)劑材料中引入主鏈結(jié)構(gòu)柔順性好的聚合物組分和共混相容劑進(jìn)行共混，有效解決了PVDF粘結(jié)劑材料柔性不足和防止火焰擴(kuò)散能力不夠的問(wèn)題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種鋰離子電池用粘結(jié)劑及其制備方法。通過(guò)在常規(guī)粘結(jié)劑PVDF材料中引入主鏈結(jié)構(gòu)柔順性好的聚合物組分進(jìn)行共混，有效解決了PVDF粘結(jié)劑材料柔性不足和防止火焰擴(kuò)散能力不夠的問(wèn)題。屬于粘結(jié)劑技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

粘結(jié)劑是鋰離子電池重要的組成材料之一，具有：保證活性物質(zhì)制漿時(shí)的均勻性和安全性；對(duì)活性物質(zhì)顆粒間起到粘接作用；將活性物質(zhì)粘接在集流體上；保持活性物質(zhì)間以及和集流體間的粘接作用；是鋰離子電池材料中技術(shù)含量較高的附加材料。

盡管粘結(jié)劑在電極片中用量較少，但粘結(jié)劑性能的優(yōu)劣直接影響電池的容量、壽命及安全性。

目前廣泛得到應(yīng)用的鋰離子電池粘結(jié)劑主要有三大類(lèi)：聚偏氟乙烯(PVDF)、丁苯橡膠(SBR)乳液和羧甲基纖維素，其它包括聚丙烯酸、聚丙烯腈(PAN)和聚丙烯酸酯也有少量應(yīng)用。

聚偏氟乙烯(PVDF)是最早被商業(yè)化也是目前使用最廣泛的鋰離子電池粘結(jié)劑，突出的特點(diǎn)是抗氧化還原能力強(qiáng)，熱穩(wěn)定性好，易于分散，然而這種粘結(jié)劑材料存在以下問(wèn)題：

A:模量大，導(dǎo)致極片的柔韌性不足；

B:易被電解液溶脹，導(dǎo)致活性物質(zhì)在集流體上附著性變差；

C:容易和金屬鋰形成碳化鋰，影響電池的使用壽命和安全性能；

D電子和離子電導(dǎo)性差；

E:儲(chǔ)存及使用時(shí)對(duì)環(huán)境的濕度要求高。

由于PVDF粘結(jié)劑材料存在的問(wèn)題，加之鋰離子電池產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展，對(duì)粘結(jié)劑提出了更高的性能要求：能夠滿(mǎn)足高能量電池安全性熱防護(hù)需求；要具有優(yōu)異的力學(xué)性能；具有良好的彈性緩沖，能夠適應(yīng)高能量密度型鋰離子電池的正負(fù)極活性物質(zhì)脫嵌鋰的過(guò)程中的大體積變化，維持電極結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性；具有良好粘結(jié)性的同時(shí)還應(yīng)具有較好的電子和離子電導(dǎo)性。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服PVDF粘結(jié)劑材料存在的不足，本發(fā)明的目的是開(kāi)發(fā)出粘結(jié)性好、高低溫彈性性能優(yōu)異、阻燃性更好的一種鋰離子電池用粘結(jié)劑材料。

本發(fā)明解決上述問(wèn)題所采用的技術(shù)方案：

一種鋰離子電池用粘結(jié)劑組合物，其特征在于，包含PVDF在內(nèi)的一種混合物，所述組合物包含PVDF、增韌劑(主鏈結(jié)構(gòu)柔順性好的聚合物)、共混相容劑和阻燃劑；其中PVDF重量占比～75-95％、增韌劑重量占比～3-20％、共混相容劑重量占比～0.5-2％和阻燃劑重量占比～0.5％-3％。

所述PVDF為偏氟乙烯均聚物或偏氟乙烯與六氟丙烯共聚物；

所述增韌劑為主鏈結(jié)構(gòu)柔順性好的聚合物，選自一般硅氧聚合物、含氟硅氧聚合物、含氟磷氮聚合物、一般的磷氮聚合物、氟碳聚合物一種或幾種物質(zhì)復(fù)配。

優(yōu)選的，所述一般硅氧聚合物為二甲基聚硅氧烷、二乙基聚硅氧烷、甲基乙烯基聚硅氧烷一種或兩種復(fù)配。

優(yōu)選的，所述含氟硅氧聚合物為三氟丙基甲基聚硅氧烷、

優(yōu)選的，所述含氟磷氮聚合物為五氟苯氧基聚磷腈、三氟乙氧基聚磷腈一種或兩種復(fù)配。

優(yōu)選的，所述一般磷氮聚合物為苯氧基聚磷腈、乙氧基聚磷腈一種或兩種復(fù)配。

優(yōu)選的，所述氟碳聚合物為偏氟乙烯和三氟氯乙烯的共聚物、四氟乙烯和丙烯的共聚物、偏氟乙烯和四氟乙烯與六氟丙烯的三元共聚物中的一種或幾種復(fù)配。