可溶性导电高分子磺酸盐用作碱性电池电极粘接剂的制作方法

文档序号:3741347
专利名称:可溶性导电高分子磺酸盐用作碱性电池电极粘接剂的制作方法
技术领域
本发明涉及一种导电粘接剂的组成和应用,尤其是可溶性导电高分子磺酸盐用作碱性电池电极粘接剂。
近年来,导电粘接剂在固体电解质以及电极粘接剂等领域应用性研究引起了人们广泛的关注。为了适应不同使用场合的需求,对电池所用的粘接剂的综合性能要求也越来越高。典型和性能要求是良好的导电性、耐碱性和粘接性。
例如在金属氢化物-镍碱性蓄电池中,要求电极粘接剂具有如下性能1)具有较好的粘接性能,保证电极具有一定的强度;2)具有良好的导电性能,不增加电极的内阻;3)具有良好的耐碱性能,在电池电解液(pH=13)中不溶涨脱粉。现在使用得最多的粘接剂为聚乙烯醇(PVA)或羧甲基纤维素(CMC),其中PVA具有很好的粘接性能并且在碱液中不被溶解,但其导电性能较差,作为电极粘接剂使用会增加电极的内阻。虽然CMC的导电性能比PVA略有提高,但在电池的碱性电解质溶液中经充放电循环后易被溶涨而脱粉,同样不能满足电极粘接剂的要求。
由于目前还没有一种粘合剂能同时满足碱性电池(如金属氢化物-镍电池)的电极粘合剂各方面的要求,所以现在使用的粘接剂多为混合粘合剂,但普遍存在的最大问题是导电性能差或者不能同时具备良好的导电性能和耐碱性能。{参考文献[1]张颖萍,管云林,吕国金,杨兰生,电池,1999,29(3),124;[2]蒙冕武,刘明登,邓希敏,黄思玉,湛进阶,电源技术,1998,22(4),155}。
本发明的目的是解决现有粘接剂的缺陷,提供一种可溶性导电高分子磺酸盐用作碱性电池电极粘接剂,使其具有良好的导电性、耐碱性和粘接性,从而制造性能优越的碱性电池(包括一次电池和二次电池)。
本发明的目的是这样实现的可溶性导电高分子磺酸盐用作碱性电池电极粘接剂,其特征是可溶性导电高分子磺酸盐制作碱性电池的电极粘接剂。尤其是选用聚(3-磺酸基噻吩)、聚丙烯酰胺磺酸盐的溶液用作碱性电池电极粘接剂,也可以是上述二者的混和溶液用作碱性电池的电极粘接剂。
本发明的特点是,利用可溶性导电高分子磺酸盐作电极粘接剂,这一类的化合物具有良好的导电性能并且能够在碱液中稳定地存在。该材料可应用于电极粘接剂,对降低电极的内阻,提高电池的性能具有显著功效,有着十分广阔的应用前景。这一类的化合物具有良好的粘接性,从而克服了已有粘接剂在选择上性能不能同时兼顾的缺点。本发明选择的材料可用作碱性蓄电池电极粘接剂,本发明材料能降低电极的内阻,提高电池的充放电性能,从而可以提高电池(包括二次碱性电池)的整体性能。
本发明具体实施例如下所述将聚(3-磺酸基噻吩)、磺化聚苯胺、聚丙烯酰胺磺酸盐分别溶解于水或丙酮溶液中,配成1-5%(质量比)的粘接剂,或将上述两种导电粘接剂混合使用(质量比1∶1左右)。将电极粉用粘接剂混合均匀后涂覆在电极表面,室温干燥成型后使用。
例1.聚(3-磺酸基噻吩)作电极粘接剂将5g聚(3-磺酸基噻吩)溶解于95g水溶液中,配成5%(质量比)的粘接剂溶液。将电极粉用粘接剂混合均匀后涂覆在电极表面,室温干燥成型后进行电性能测试。碱性蓄电池电性能测试在DC-5型电性能综合测试仪上进行。与相同工艺条件下使用CMC作粘接剂的电池性能相比,电池的内阻下降50%,充放电实验500次后,电极无明显溶涨和脱粉现象。
例2.将5g磺化聚苯胺溶解于95g丙酮溶液中,配成5%(质量比)的粘接剂溶液。将电极粉用粘接剂混合均匀后涂覆在电极表面,室温干燥成型后进行电性能测试。碱性蓄电池电性能测试在DC-5型电性能综合测试仪上进行。与相同工艺条件下使用CMC作粘接剂的电池性能相比,电池的内阻下降15%,充放电实验500次后,电极无明显溶涨和脱粉现象。
例3.聚丙烯酰胺磺酸盐作电极粘接剂将5g聚丙烯酰胺磺酸盐溶解于245g水溶液中,配成2%(质量比)的粘接剂溶液。将电极粉用粘接剂混合均匀后涂覆在电极表面,室温干燥成型后进行电性能测试。碱性蓄电池电性能测试在DC-5型电性能综合测试仪上进行。与相同工艺条件下使用CMC作粘接剂的电池性能相比,电池内阻下降20%,充放电实验500次后,电极无明显溶涨和脱粉现象。
例4.聚(3-磺酸基噻吩)与聚丙烯酰胺磺酸盐混合粘接剂(质量比1∶1)作电极粘接剂将2.5g聚丙烯酰胺磺酸盐和2.5g聚(3-磺酸基噻吩)溶解于245g水溶液中,混合均匀,配成2%(质量比)的粘接剂溶液。将电极粉用粘接剂混合均匀后涂覆在电极表面,室温干燥后成型后进行电性能测试。碱性蓄电池电性能测试在DC-5型电性能综合测试仪上进行。与相同工艺条件下使用CMC作粘接剂的电池性能相比,电池内阻下降30%,充放电实验500次后,电极无明显溶涨和脱粉现象。
本发明的用途是,用可溶性导电高分子磺酸盐作电极粘接剂,这一类化合物具有良好的导电性能和粘接性能,并且能够在碱液中稳定地存在,从而克服了已有粘接剂性能不能同时兼顾的缺点。我们选择的材料可用作碱性蓄电池电极粘接剂,与目前使用的PVA及CMC相比,聚(3-磺酸基噻吩)、磺化聚苯胺、聚丙烯酰胺磺酸盐能降低电极的内阻,提高电池的充放电性能。
权利要求
1.一种可溶性导电高分子磺酸盐用作碱性电池电极粘接剂,其特征是可溶性导电高分子磺酸盐制作碱性电池的电极粘接剂。
2.由权利要求1所述的可溶性导电高分子磺酸盐用作碱性电池电极粘接剂,其特征是选用聚(3-磺酸基噻吩)或聚丙烯酰胺磺酸盐的溶液用作碱性电池电极粘接剂。
3.由权利要求1所述的可溶性导电高分子磺酸盐用作碱性电池电极粘接剂,其特征是的选用聚(3-磺酸基噻吩)或聚丙烯酰胺磺酸盐的混和溶液用作碱性电池的电极粘接剂。
4.由权利要求1所述的可溶性导电高分子磺酸盐用作碱性电池电极粘接剂,其特征是磺化聚苯胺溶解于丙酮溶液中用作碱性电池电极粘接剂。
5.由权利要求1所述的可溶性导电高分子磺酸盐用作碱性电池电极粘接剂,其特征是可溶性导电高分子磺酸盐溶液的浓度为1-5%。
全文摘要
可溶性导电高分子磺酸盐用作碱性电池电极粘接剂,尤其是选用聚(3-磺酸基噻吩)、聚丙烯酰胺磺酸盐等溶液用作碱性电池电极粘接剂,也可以是上述二者的混和溶液用作碱性电池的电极粘接剂。本发明利用可溶性导电高分子磺酸盐作电极粘接剂,这一类的化合物具有良好的导电性能并且能够在碱液中稳定地存在。
文档编号C09J9/02GK1321713SQ00112250
公开日2001年11月14日 申请日期2000年4月30日 优先权日2000年4月30日
发明者薛奇, 严锋, 陆云, 陈谨 申请人:南京大学
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