复合粘结剂及其制备方法、电极片和锂离子电池与流程

本发明涉及二次电池，具体涉及一种复合粘结剂及其制备方法、电极片和锂离子电池。

背景技术：

1、锂离子电池发展至今，因其具有比容量高、循环寿命长、自放电率低、无记忆效应、环境友好等优点，广泛应用于多种领域中。电极片是锂离子电池中的重要部件，是锂离子和电子的载体和传输路径，而电极片的性能影响着电池的内阻，进而影响电池的倍率性能和循环性能。目前，电极片的制备方法包括湿法工艺和干法工艺。其中，干法工艺由于规避了溶剂的使用，能够减少烘干溶剂时的能源损耗，同时避免残留溶剂对电池的寿命产生不良影响。但是，现有的干法工艺电极片由于混合时各组分分布均匀性较差以及粘结剂的粘结力较差，导致正/负极片内阻较大，影响了电池的倍率性能和循环性能。

技术实现思路

1、本发明实施例的目的在于提供一种复合粘结剂及其制备方法、电极片和锂离子电池，能够解决现有技术中存在的上述至少部分缺陷。

2、第一方面，本发明实施例提供了一种复合粘结剂，所述复合粘结剂含有由粘结剂单体、有机酸单体和导电材料单体三者聚合形成的聚合物。

3、在部分实施例中，所述粘结剂单体为偏氟乙烯单体，所述有机酸单体为丙烯酸单体，所述导电材料单体为苯乙炔单体；所述偏氟乙烯单体、丙烯酸单体和苯乙炔单体的质量比为1.0:(0.2～1.0):(0.2～1.0)。

4、在部分实施例中，所述偏氟乙烯单体、丙烯酸单体和苯乙炔单体的质量比为1.0:(0.4～0.8):(0.5～1.0)。

5、第二方面，本发明实施例还提供了一种复合粘结剂的制备方法，所述方法包括如下步骤：将粘结剂单体、有机酸单体和导电材料单体溶解在第一溶剂中形成混合溶液，其中，所述第一溶剂为不含活泼氢的有机溶剂；向所述混合溶液中加入引发剂，在保护气体气氛下加热搅拌，得到反应液；以及，将所述反应液加入到聚合物沉淀剂中进行沉淀，经过滤、清洗和干燥后，得到复合粘结剂。

6、在部分实施例中，所述粘结剂单体为偏氟乙烯单体，所述有机酸单体为丙烯酸单体，所述导电材料单体为苯乙炔单体；所述偏氟乙烯单体、丙烯酸单体和苯乙炔单体的质量比为1.0:(0.2～1.0):(0.2～1.0)。

7、在部分实施例中，所述引发剂的质量与所述粘结剂单体、有机酸单体和导电材料单体质量之和的比值为0.1:100～3:100。

8、在部分实施例中，所述在保护气体气氛下加热搅拌的温度为30～120℃，时间为10～24小时。

9、在部分实施例中，在将所述反应液加入到聚合物沉淀剂中进行沉淀之前，在室温下静置所述反应液。

10、在部分实施例中，所述干燥的温度小于50℃，时间为8～24小时。

11、在部分实施例中，所述粘结剂单体包括偏氟乙烯、三氟乙烯或者四氟乙烯中的至少一种；所述导电材料单体包括苯乙炔、苯胺、噻吩或者吡咯中的至少一种；所述有机酸单体包括丙烯酸、丙烯酸酯或者苯乙酸中的至少一种。

12、在部分实施例中，所述引发剂包括偶氮二异丁腈、过氧化二苯甲酰或者烷基过氧化物中的至少一种。

13、在部分实施例中，所述第一溶剂为n,n-二甲基甲酰胺或者n-甲基吡咯烷酮，所述聚合物沉淀剂包括甲醇或者乙醇。

14、第三方面，本发明实施例还提供了一种电极片，所述电极片包括集流体和干法电极层；所述干法电极层设置于所述集流体上，所述干法电极层包括电极活性材料、导电剂和复合粘结剂；其中，所述复合粘结剂包括如第一方面所述的复合粘结剂，或者，所述复合粘结剂包括根据第二方面所述的方法获得的复合粘结剂。

15、在部分实施例中，所述电极活性材料在所述干法电极层中的质量百分比为90～98％；所述导电剂在所述干法电极层中的质量百分比为1～5％；所述复合粘结剂在所述干法电极层中的质量百分比为1～5％。

16、第四方面，本发明实施例还提供了一种锂离子电池，包括如第三方面所述的电极片。

17、本发明实施例提供了一种复合粘结剂、复合粘结剂的制备方法、电极片和锂离子电池，复合粘结剂包含由粘结剂单体、有机酸单体和导电材料单体三者聚合形成的聚合物，由此，使用该复合粘结剂制备干法工艺的电极片和锂离子电池，可以有效提升电极片上的干法电极层与集流体之间的粘结力，提升锂离子电池的循环性能；同时，复合粘结剂具有一定的导电能力，可以有效提升电极片的导电能力、降低电极片的内阻，从而有效提升锂离子电池的倍率性能。

技术特征：

1.一种复合粘结剂，其特征在于，所述复合粘结剂含有由粘结剂单体、有机酸单体和导电材料单体三者聚合形成的聚合物。

2.根据权利要求1所述的复合粘结剂，其特征在于，所述粘结剂单体为偏氟乙烯单体，所述有机酸单体为丙烯酸单体，所述导电材料单体为苯乙炔单体；

3.根据权利要求2所述的复合粘结剂，其特征在于，所述偏氟乙烯单体、丙烯酸单体和苯乙炔单体的质量比为1.0:(0.4～0.8):(0.5～1.0)。

4.一种复合粘结剂的制备方法，其特征在于，所述方法包括：

5.根据权利要求4所述的复合粘结剂的制备方法，其特征在于，所述粘结剂单体为偏氟乙烯单体，所述有机酸单体为丙烯酸单体，所述导电材料单体为苯乙炔单体；

6.根据权利要求4所述的复合粘结剂的制备方法，其特征在于，所述引发剂的质量与所述粘结剂单体、有机酸单体和导电材料单体质量之和的比值为0.1:100～3:100。

7.根据权利要求4所述的复合粘结剂的制备方法，其特征在于，所述在保护气体气氛下加热搅拌的温度为30～120℃，时间为10～24小时。

8.根据权利要求4所述的复合粘结剂的制备方法，其特征在于，在将所述反应液加入到聚合物沉淀剂中进行沉淀之前，在室温下静置所述反应液。

9.根据权利要求4所述的复合粘结剂的制备方法，其特征在于，所述干燥的温度小于50℃，时间为8～24小时。

10.根据权利要求4所述的复合粘结剂的制备方法，其特征在于，所述粘结剂单体包括偏氟乙烯、三氟乙烯或者四氟乙烯中的至少一种；

11.根据权利要求4所述的复合粘结剂的制备方法，其特征在于，所述引发剂包括偶氮二异丁腈、过氧化二苯甲酰或者烷基过氧化物中的至少一种。

12.根据权利要求4所述的复合粘结剂的制备方法，其特征在于，所述第一溶剂为n,n-二甲基甲酰胺或者n-甲基吡咯烷酮，所述聚合物沉淀剂包括甲醇或者乙醇。

13.一种电极片，其特征在于，包括：

14.根据权利要求13所述的电极片，其特征在于，所述电极活性材料在所述干法电极层中的质量百分比为90～98％；

15.一种锂离子电池，其特征在于，包括如权利要求13-14中任一项所述的电极片。

技术总结
本发明实施例公开了一种复合粘结剂及其制备方法、电极片和锂离子电池，复合粘结剂包含由粘结剂单体、有机酸单体和导电材料单体三者聚合形成的聚合物，由此，使用该复合粘结剂制备干法工艺的电极片和锂离子电池，可以有效提升电极片上的干法电极层与集流体之间的粘结力，提升锂离子电池的循环性能；同时，复合粘结剂具有一定的导电能力，可以有效提升电极片的导电能力、降低电极片的内阻，从而有效提升锂离子电池的倍率性能。

技术研发人员：谢涛
受保护的技术使用者：上海桔晟科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13