电解质用粘合剂组合物、含固态电解质电极片及其制备方法与流程

本发明涉及电池材料，具体而言，涉及一种电解质用粘合剂组合物、含固态电解质电极片及其制备方法。

背景技术：

1、粘合剂是粘结活性物质的重要组成部分，为了提升极片/电解质膜的机械强度需要提高粘合剂的含量。粘合剂通常为绝缘性的橡胶长链聚合物，提高其含量严重影响离子电导率及电子电导率。

2、目前一些专利采用过氧化物交联体系来制备电解质膜用粘合剂，但是由于电解质膜中采用的lpsc、lgps等硫化物固态电解质稳定性较差，且具有一定的还原性，而过氧化物具有非常强的氧化性，会不可能避免与电解质粉体发生反应，损坏硫化物电解质结构，影响其性能发挥。同时该过氧化物高温加热易于燃烧，具有爆炸风险，加工安全性性差，且还易于受热分解产生苯乙酮等刺激性气体，不利于环境安全。

3、有鉴于此，特提出本发明。

技术实现思路

1、本发明的主要目的在于提供一种电解质用粘合剂组合物、电解质膜、含固态电解质电极片及其制备方法，以解决现有技术中采用过氧化物交联体系制备的电解质膜用粘合剂，由于过氧化物具有非常强的氧化性，会与电解质粉体发生反应，进而影响其性能发挥，同时还具有爆炸风险，加工安全性以及不利于环境安全的问题。

2、为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种电解质用粘合剂组合物，按质量份数计，该粘合剂组合物包括：链状不饱和橡胶100份、交联剂5～30份、交联助剂2.5～15份；其中，交联剂为改性树脂，交联助剂为含卤物质。

3、进一步地，改性树脂包括油溶性烷基酚醛树脂、含卤油熔性烷基酚醛树脂、环氧树脂中的至少一种；其中，油溶性烷基酚醛树脂包括对特辛基苯酚甲醛树脂、叔丁基酚醛树脂中的至少一种；含卤油溶性烷基酚醛树脂包括含氯油熔性烷基酚醛树脂、含溴油溶性烷基酚醛树脂中的至少一种。

4、进一步地，含卤物质为含卤低聚物，该含卤低聚物选自氯丁橡胶、溴化丁基橡胶、氯化聚乙烯中的至少一种；和/或，含卤低聚物的数均分子量为5万～15万。

5、进一步地，含卤物质为金属氯化物，金属氯化物选自氯化亚锡、氯化铁、氯化锌中的至少一种。

6、进一步地，链状不饱和橡胶包括丁基橡胶、溴化橡胶、天然橡胶、氯丁橡胶、丁苯橡胶、丁腈橡胶、三元乙丙橡胶中的至少一种。

7、为了实现上述目的，根据本发明的另一个方面，提供了一种含固态电解质电极片，该含固态电解质电解片包括硫化物电解质和粘合剂，所述粘合剂的原料上述第一方面提供的电解质用粘合剂组合物。

8、进一步地，上述含固态电解质电极片中，粘合剂的质量含量为0.5～15％。

9、进一步地，上述含固态电解质电极片中还包括活性物质和导电剂，活性物质包括镍钴锰三元材料、磷酸铁锂、磷酸锰铁锂中的至少一种；导电剂包括炭黑、石墨、碳纳米管中的至少一种。

10、根据本发明的第三方面，还提供了上述第二方面提供的含固态电解质电极片的制备方法，该制备方法包括：步骤s1，将硫化物电解质、链状不饱和橡胶、改性树脂、交联助剂、可选的活性物质以及可选的导电剂分散在溶剂中，得到电解质胶液；步骤s2，将电解质胶液涂覆在支撑基底的表面，去除溶剂，得到待硫化极片；步骤s3，将待硫化极片依次进行初步硫化和深度硫化，得到含固态电解质电极片。

11、进一步地，步骤s1，溶剂为低极性溶剂，其溶解度参数为15～20；和/或，溶剂包括甲苯、二甲苯、正庚烷、苯甲醚、丁酸丁酯、异丁酸丁酯中的至少一种；和/或，电解质胶液的固含量为8～15wt％；和/或，步骤s3，初步硫化的温度为80～150℃，时间为20～80min；和/或，深度硫化的压力为10～50mpa，温度为80～120℃，时间为20～60min。

12、应用本申请的技术方案，本申请提供的电解质用粘合剂组合物采用改性树脂为交联剂，含卤物质为交联助剂使得链状不饱和橡胶原位交联成三维网状结构，进而当其用于含固态电解质电极片时，不仅不会与电解质粉体发生反应，而且还能够提高含固态电解质电极片的机械性能，同时还具有优异的高温稳定性，环保安全，在全固态电解质电池领域具有广阔的应用前景。

技术特征：

1.一种电解质用粘合剂组合物，其特征在于，按照质量份数计，所述粘合剂组合物包括：链状不饱和橡胶100份、交联剂5～30份、交联助剂2.5～15份；其中，所述交联剂为改性树脂，所述交联助剂为含卤物质。

2.根据权利要求1所述的粘合剂组合物，其特征在于，所述改性树脂包括油溶性烷基酚醛树脂、含卤油溶性烷基酚醛树脂、环氧树脂中的至少一种；其中，所述油溶性烷基酚醛树脂包括对特辛基苯酚甲醛树脂、叔丁基酚醛树脂中的至少一种；所述含卤油溶性烷基酚醛树脂包括含氯油溶性烷基酚醛树脂、含溴油溶性烷基酚醛树脂中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的粘合剂组合物，其特征在于，所述含卤物质为含卤低聚物，所述含卤低聚物选自氯丁橡胶、溴化丁基橡胶、氯化聚乙烯中的至少一种；

4.根据权利要求1所述的粘合剂组合物，其特征在于，所述含卤物质为金属氯化物，所述金属氯化物选自氯化亚锡、氯化铁、氯化锌中的至少一种。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的粘合剂组合物，其特征在于，所述链状不饱和橡胶包括丁基橡胶、溴化橡胶、天然橡胶、氯丁橡胶、丁苯橡胶、丁腈橡胶、三元乙丙橡胶中的至少一种。

6.一种含固态电解质电极片，其特征在于，所述含固态电解质电极片包括硫化物电解质和粘合剂，其中所述粘合剂的原料为权利要求1至5中任一项所述的电解质用粘合剂组合物。

7.根据权利要求6所述的含固态电解质电极片，其特征在于，所述含固态电解质电极片中，所述粘合剂的质量含量为0.5～15％。

8.根据权利要求6或7所述的含固态电解质电极片，其特征在于，所述含固态电解质电极片中还包括活性物质和导电剂，所述活性物质包括镍钴锰三元材料、磷酸铁锂、磷酸锰铁锂中的至少一种；所述导电剂包括炭黑、石墨、碳纳米管中的至少一种。

9.根据权利要求6至8中任一项所述的含固态电解质电极片的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：

10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，所述步骤s1，所述溶剂为低极性溶剂，其溶解度参数为15～20；

技术总结
本发明提供了一种电解质用粘合剂组合物、含固态电解质电极片及其制备方法。按质量份数计，本申请提供的电解质用粘合剂组合物包括链状不饱和橡胶100份、交联剂5～30份、交联助剂2.5～15份；其中，交联剂为改性树脂，交联助剂为含卤物质。本申请提供的电解质用粘合剂组合物采用改性树脂为交联剂，含卤物质为交联助剂，使得链状不饱和橡胶原位交联成三维网状结构，进而当其用于固态电解质电极片时，不仅不会与电解质粉体发生反应，而且还能够提高固态电解质电极片的机械性能，同时还具有优异的高温稳定性，环保安全，在全固态电解质电池领域具有广阔的应用前景。

技术研发人员：韩杰,靳晓哲,李梦君,刘萌
受保护的技术使用者：潍柴动力股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/4/22