[發明專利]粘結劑及其制備方法與應用、負極片和鋰離子電池

在審

• 申請號: 202110609853.5
• 申請日: 2021-06-01
• 公開（公告）號: CN113346086A
• 公開（公告）日: 2021-09-03
• 發明（設計）人: 高一琳;梁世碩;徐保蓮
• 申請（專利權）人: 昆山寶創新能源科技有限公司
• 主分類號: H01M4/62
• 分類號: H01M4/62;H01M10/0525;H01M10/42
• 代理公司: 廣州華進聯合專利商標代理有限公司 44224
• 代理人: 林青中

本發明涉及一種粘結劑及其制備方法與應用、負極片和鋰離子電池；該粘結劑的膠料包括含氧環烷接枝改性聚合物，該含氧環烷接枝改性聚合物的主鏈聚合物選自聚丁二烯和聚苯乙烯的共聚物、聚丙烯酸、聚丙烯酸衍生物、聚乙烯及聚乙烯衍生物中的至少一種。該粘結劑用于制備鋰離子電池的電極片時，可以提高鋰離子電池的倍率性能和循環穩定性。

技術領域

本發明涉及電池制備技術領域，特別是涉及一種粘結劑及其制備方法與應用、負極片和鋰離子電池。

背景技術

與其他二次可充放電池相比，鋰離子電池具有高能量密度和高功率密度、高庫倫效率、環境友好及無記憶效應等諸多優勢，被廣泛應用于電子設備、電動汽車、醫療電子設備、航空航天及電網等領域，如制備手機、攝像機、數碼照相機、筆記本電腦等。因此，鋰離子電池逐漸占據了電池的主要市場，尤其在電子設備領域已擁有了非常成熟的技術市場。然而，隨著科技的快速發展，對鋰離子電池的循環壽命及倍率性能提出了更高的要求。

由于正極材料是鋰離子電池性能的決定性組分，因此，傳統技術中主要聚焦于通過提高正極材料的負載量、壓實密度或提升正極材料的比容量以提高鋰電池的循環壽命及倍率性能。然而，在傳統的鋰電池制備技術中，已經將正極材料的重量提升至占整個電池重量的一半以上。因此，通過增加正極活性物質比例來提高正極的負載量，從而提升鋰離子電池性能的方法逐漸接近提升極限，已無法滿足現今市場對于鋰離子電池日益增長的循環壽命及倍率性能的要求。

一些技術人員轉而向改進鋰離子電池負極的方向進行探索，例如改進負極片的活性材料、固態電解質膜等。然而，通過改進鋰離子電池負極以提高鋰電池的循環壽命及倍率性能的研究才起步，現有技術仍有待改進。

發明內容

基于此，本發明提供一種粘結劑及其制備方法與應用、負極片和鋰離子電池，該粘結劑用于制備負極片時，能提高鋰離子電池的循環壽命及倍率性能。

本發明的一個方面，提供了一種粘結劑，所述粘結劑的膠料包括含氧環烷接枝改性聚合物，所述含氧環烷接枝改性聚合物的主鏈聚合物選自聚丁二烯和聚苯乙烯的共聚物、聚丙烯酸、聚丙烯酸衍生物、聚乙烯及聚乙烯衍生物中的至少一種。

在其中一些實施例中，所述含氧環烷接枝改性聚合物上接枝的含氧環烷基團與所述主鏈含有的單體的物質的量之比為1:(1～100)。

在其中一些實施例中，制備所述含氧環烷接枝改性聚合物采用的含氧環烷單體選自1,4-二氧雜-2-己烯、2-乙烯基-1,3-二氧戊環和4,7-二氫-1,3-二氧雜環庚中的至少一種。

本發明的另一方面，提供了上述粘結劑的制備方法，包括如下步驟：

將含氧環烷單體與主鏈聚合物在引發劑的作用下進行接枝反應，得到粘結劑；

其中，所述主鏈聚合物選自聚丁二烯和聚苯乙烯的共聚物、聚丙烯酸、聚丙烯酸衍生物、聚乙烯及聚乙烯衍生物中的至少一種。

在其中一些實施例中，所述引發劑選自偶氮類引發劑和過氧化物引發劑中的至少一種，所述引發劑的用量占所述含氧環烷單體與所述主鏈聚合物的總質量的0.01％～1％。

在其中一些實施例中，所述接枝反應的條件為：于40℃～70℃下反應2h～12h。

本發明還提供如上所述的粘結劑在制備電極片中的應用。

本發明還提供一種負極片，所述負極片包含集流體以及形成在所述集流體上的導電層，所述導電層是由包含導電劑、負極活性物質和如上所述的粘結劑的混合物形成。

本發明的另一方面提供如上所述的負極片在制備電池中的應用。

進一步地，本發明還提供一種鋰離子電池，所述鋰離子電池包括如上所述的負極片。