[發明專利]一種水系復合粘結劑及其應用方法

在審

• 申請號: 202211487288.0
• 申請日: 2022-11-21
• 公開（公告）號: CN115714180A
• 公開（公告）日: 2023-02-24
• 發明（設計）人: 李建玲;趙明亮;鐘健健;魏志成;秦祿
• 申請（專利權）人: 北京科技大學
• 主分類號: H01M4/62
• 分類號: H01M4/62;H01M4/136;H01M4/1397;H01M10/0525
• 代理公司: 北京市廣友專利事務所有限責任公司 11237
• 代理人: 張仲波

1.一種水系復合粘結劑，應用于以磷酸鐵鋰為正極的聚合物基固態電池體系中，其特征在于，所述粘結劑由聚合物A和聚合物B混合而成；所述聚合物A為聚氧化乙烯(PEO)，分子式表示為H-(-O-CH₂-CH₂-)n-OH；所述聚合物B為羧甲基纖維素鋰(CMC-Li)，分子式表示為[C₆H₇O₂(OH)₂OCH₂COOLi]_n。

2.根據權利要求1所述的水系復合粘結劑，其特征在于，所述聚合物A在復合粘結劑中的質量比為20％～80％，所述聚合物B在復合粘結劑中的質量比為20％～80％。

3.一種根據權利要求1所述的水系復合粘結劑的應用方法，其特征在于，所述粘結劑用于制備鋰離子電池正極電極片，包括以下步驟：

(1)將所述聚合物A與聚合物B混合，并分散于去離子水中形成均勻溶液；

(2)將步驟(1)中所述溶液與導電劑、正極活性材料均勻混合并研磨形成均勻漿液；

(3)將步驟(2)中所述漿液涂布于集流體上，經真空干燥，裁切成一定大小的鋰離子電池正極電極片。

4.根據權利要求3所述的水系復合粘結劑的應用方法，其特征在于，所述步驟(2)中所述導電劑為超級炭黑、乙炔黑、石墨烯、碳納米管和碳纖維中的一種或幾種，導電劑和水系復合粘結劑占電極的質量百分比分別為5～15％、2～15％。

5.根據權利要求3所述的水系復合粘結劑的應用方法，其特征在于，所述步驟(2)中所述正極活性材料為磷酸鐵鋰(LiFePO₄)材料。

6.根據權利要求3所述的水系復合粘結劑的應用方法，其特征在于，所述步驟(3)中所述集流體為鋁箔或碳包覆的鋁箔。

7.根據權利要求3所述的水系復合粘結劑的應用方法，所述鋰離子電池正極電極片用于制備聚合物基固態鋰離子電池，其特征在于，所述聚合物基固態鋰離子電池，包括正極片、負極片和固態電解質，其中所述正極片為權利要求3中所述鋰離子電池正極電極片。

8.根據權利要求7所述的水系復合粘結劑的應用方法，其特征在于，所述固態鋰離子電池的電解質為聚合物基固態電解質。

9.根據權利要求8所述的水系復合粘結劑的應用方法，其特征在于，所述聚合物基固態電解質由聚合物和鋰鹽復合而成，包括聚合物與鋰鹽復合體系；聚合物、鋰鹽與無機相填充材料復合體系；聚合物、鋰鹽與有機相填充材料復合體系；聚合物固態電解質/無機固態電解質/聚合物固態電解質復合的多層固態電解質。

10.根據權利要求9所述的水系復合粘結劑的應用方法，其特征在于，所述聚合物基固態電解質為聚合物、鋰鹽與無機相填充材料復合體系，聚合物為聚氧化乙烯，鋰鹽為雙三氟甲烷磺酰亞胺鋰(LiTFSI)，無機相填充材料為石榴石型氧化物Li_6.4La₃Zr_1.4Ta_0.6O₁₂(LLZTO)；所述LiTFSI摩爾比添加量取EO∶Li＝15∶1，LLZTO質量比添加量取PEO∶LLZTO＝5∶1。