2:1. 0:2. 0制成负极极化按质量比 LiCo〇2:SBR粘结剂：碳黑导电剂SP= 95:2. 5:2. 5制备成正极极片；
[0051] W改性石墨为负极材料，使用对比例S的PAA粘结剂，按质量比石墨负极材料：增 稠剂CMC:碳黑导电剂SP:PAA粘结剂=95:0. 5:1:3. 5制成负极极化按质量比LiCo〇2:PAA 粘结剂：碳黑导电剂SP= 95:2. 5:2. 5制备成正极极片；
[0052] W娃碳为负极材料，实施例八和对比例一中所制备的乳液为负极材料粘结剂，按 质量比娃碳负极材料：增稠剂CMC:碳黑导电剂SP:粘结剂=95. 8:1. 2:1. 0:2. 0制成负 极极片；WLiCo02为正极材料，实施例一中所制备的乳液为正极材料粘结剂，按质量比 LiCo化:粘结剂：碳黑导电剂SP= 95:2. 5:2. 5制备成正极极片；
[0053] W娃碳为负极材料，使用对比例二的SBR粘结剂，按质量比娃碳负极材料：增稠剂 CMC:碳黑导电剂SP:SBR粘结剂=95.8:1. 2:1. 0:2. 0制成负极极化按质量比LiCo〇2:SBR 粘结剂：碳黑导电剂SP= 95:2. 5:2. 5制备成正极极片；
[0054] W娃碳为负极材料，使用对比例=的PAA粘结剂，按质量比娃碳负极材料：增稠剂 CMC:碳黑导电剂SP:PAA粘结剂=95:0. 5:1:3. 5制成负极极片，按质量比LiCoO:PAA粘结 剂：碳黑导电剂SP= 95:2. 5:2. 5制备成正极极片； 阳化5] 按照上述的负极极片、正极极片组装成裡离子电池进行恒流充放电测试，将LiPF6 按1摩尔/升的浓度溶解在EC/DEC/EMC= 2:3:1的混合溶剂中形成非水电解液，其中EC为碳酸乙締醋，EMC为碳酸甲基乙基醋，DEC为碳酸二乙醋；充电终止电压为3. 0-4. 2V，充电 电流为850mAh，放电电流为850mAh。测试结果如表1所示。 阳化6] 表1
[0057]
[0058] 由上述实施例可知，本发明将亲水性单体和亲油性单体分开加入，W便乳液稳定 合成，有利于工艺稳定及更好地控制粘结剂的结构。本发明的交联型离聚物水性粘结剂， 其结构中含Li+可提高粘结剂的导电性，降低了内阻，提高了大电流充放电下的电池容量和 电池充放电循环的倍率，由于其为交联结构，其内聚力更大，强大的内聚力可有效的抑制极 片的膨胀效应，用于石墨负极和娃基材料中，抑制膨胀效果显著，苯乙締结构中苯环可形成 n-n键，提高聚合物间作用力，同时不同締基单体中含有-COO-共价键，可增强与活性物 质颗粒表面的作用力，能够更好地包裹在活性物质颗粒的表面，进而提高粘结性并抑制活 性物质在嵌裡时的体积膨胀，对裡离子电池正、负极电极材料均具有较好的粘结性能，电化 学性能稳定。
[0059] 本发明通过选择特定的亲水单体、亲油单体和制备方法相结合，制备的导电型高 粘结强度水性粘结剂的负极极片剥离强度可达到5. 50855mN/mm，内阻为20mQ，极片膨胀 率9%，说明本发明导电型高粘结强度水性粘结剂的粘结强度高、导电性能好和抑制极片膨 胀的效果好。
【主权项】
1. 一种锂离子电池用导电型高粘结强度水性粘结剂的制备方法，其特征在于该方法包 括以下步骤： 将亲水性单体加入去离子水中，在40~95°C的条件下，搅拌速度为100~500转/分， 搅拌至溶解，通入保护气体驱氧〇. 5~3h，再加入占单体总质量0. 2~2%的引发剂，然后 滴加由苯乙烯和亲油性单体A组成的混合单体，再加入占单体总质量0. 01~5%的交联剂， 然后继续搅拌1~9h，反应后减压除去残余单体，过100~400目滤布，即得固含量为15~ 50%、粘度为50~lOOOOmPa.s的导电型高粘结强度水性粘结剂；其中导电型高粘结强度水 性粘结剂分子链段由亲水性链段和亲油性链段两部分组成，且分子链段经交联剂交联而成 空间网状结构；其中所述的单体总质量是指亲水单体和混合单体的质量之和。2. 根据权利要求1所述的一种锂离子电池用导电型高粘结强度水性粘结剂的制备方 法，其特征在于所述的亲水性单体为具有如下结构的单体中的任意一种或者至少两种的组 合：cr2r3; 其中，&为-Η或-CH3;R2为-η或-CH3;R3为-COOLi或-CH2C00Li。3. 根据权利要求1所述的一种锂离子电池用导电型高粘结强度水性粘结剂的制备方 法，其特征在于所述的亲油性单体A为具有如下结构的单体中的任意一种或者至少两种的 组合：CHRfCR2R3; 其中，札为-Η或-CH3,私为-Η或-CH3,R3为-C00CH3、-C00CH2CH3、-C00CH2CH2CH2CH3 或-cooch2ch(ch2ch3)ch2ch2ch2ch3。4. 根据权利要求1所述的一种锂离子电池用导电型高粘结强度水性粘结剂的制备方 法，其特征在于所述的亲水性单体和混合单体的质量比为（1~90) : (99~10)。5. 根据权利要求1所述的一种锂离子电池用导电型高粘结强度水性粘结剂的制备方 法，其特征在于所述的引发剂为过硫酸铵或偶氮二异丁基脒盐酸盐。6. 根据权利要求1所述的一种锂离子电池用导电型高粘结强度水性粘结剂的制备方 法，其特征在于所述的保护性气体为氮气或氩气。7. 根据权利要求1所述的一种锂离子电池用导电型高粘结强度水性粘结剂的制备方 法，其特征在于所述的交联剂为： N，N-亚甲基双丙烯酰胺、（CH2=CHCOOCH2)4-C、三聚氰酸三烯丙酯、（CH2 = chcooch2)3-c-ch2oh、（ch2=chcooch2)2-c-(ch2oh)2、hoch2c(ch2och2ch=ch2)3、n(ch2ch= CH2)3、C6H4(CH=CH2)2、CH2=C(CH3)C00CH2CH20C0C(CH3) =CH2或C6H4(C00CH2CH= 〇12)2中 的任意一种或者至少两种的组合。8. 根据权利要求1所述的一种锂离子电池用导电型高粘结强度水性粘结剂的制备方 法，其特征在于将亲水性单体加入去离子水中，在55~90°C的条件下，搅拌速度为200~ 450转/分。9. 根据权利要求1所述的一种锂离子电池用导电型高粘结强度水性粘结剂的制备方 法，其特征在于所述的滴加是指滴加1~7h至混合单体全部滴完。10. 根据权利要求1所述的一种锂离子电池用导电型高粘结强度水性粘结剂的制备方 法，其特征在于所述的导电型高粘结强度水性粘结剂的使用方法为：将水性粘结剂与电极 材料配置成浆料，涂布并烘干制成电极，其中，水性粘结剂为浆料总质量的1~5%。
【专利摘要】一种锂离子电池用导电型高粘结强度水性粘结剂的制备方法，本发明涉及一种锂离子电池用导电型高粘结强度水性粘结剂的制备方法。本发明的目的是要解决水性粘结剂粘结强度低、抑制极片膨胀的效果差以及导电性能差的问题。本发明方法为：将亲水性单体加入去离子水中，搅拌至溶解，通入保护气体驱氧，再加入引发剂，滴加亲油性单体，再加入交联剂继续搅拌，减压除去残余单体，过滤布，即得锂离子电池用导电型高粘结强度水性粘结剂；本发明导电型高粘结强度水性粘结剂的负极极片剥离强度可达到5.50855mN/mm，内阻为20mΩ，极片膨胀率9％，说明粘结剂粘结强度高、抑制极片膨胀的效果和导电性能好。本发明应用于锂离子电池领域。
【IPC分类】H01M4/62
【公开号】CN105336959
【申请号】CN201510666414
【发明人】袁国辉, 黄书, 任建国, 黄友元, 孔东亮
【申请人】哈尔滨工业大学
【公开日】2016年2月17日
【申请日】2015年10月15日