粘度为300mPa.S的水性粘 结剂。 阳〇3引 实施例五
[0034]将30g甲基丙締酸裡单体和400g去离子水加入反应蓋中，揽拌速度为400转/分， 在80°C的溫度下，通入高纯N2驱氧比，加入过硫酸锭0. 4g，滴加40g丙締酸下醋和30g丙 締酸异辛醋组成的混合单体，滴加地至混合单体全部滴完，再继续揽拌化至充分反应，反 应完全后减压除去残余单体，过300目滤布，制得固含量为20 %、粘度为150mPa.S的水性粘 结剂。 阳0对 实施例六
[0036] 将35g甲基丙締酸裡单体和400g去离子水加入反应蓋中，揽拌速度为400转/分， 在85°C的溫度下，通入高纯成驱氧比，加入过硫酸锭0. 4g，滴加15g苯乙締和50g丙締酸 异辛醋组成的混合单体，滴加化至混合单体全部滴完，再继续揽拌化至充分反应，反应完 全后减压除去残余单体，过300目滤布，制得固含量为20%、粘度为200mPa.S的水性粘结 剂。
[0037] 实施例屯
[0038] 将IOg丙締酸裡单体和150g去离子水加入反应蓋中，揽拌速度为350转/分，在 80°C的溫度下，通入高纯成驱氧比，加入过硫酸锭0. 4g，滴加30g苯乙締和60g丙締酸异 辛醋组成的混合单体，滴加化至混合单体全部滴完，再继续揽拌化至充分反应，反应完全 后减压除去残余单体，过300目滤布，制得固含量为40%、粘度为300mPa.S的水性粘结剂。
[0039] 实施例八
[0040] 将15g甲基丙締酸裡单体和150g去离子水加入反应蓋中，揽拌速度为400转/分， 在70°C的溫度下，通入高纯成驱氧比，加入过硫酸锭0. 4g，滴加55g丙締酸下醋和30g丙 締酸异辛醋组成的混合单体，滴加化至混合单体全部滴完，再继续揽拌化至充分反应，反 应完全后减压除去残余单体，过300目滤布，制得固含量为40%、粘度为500mPa.S的水性粘 结剂。 柳41] 对比例一
[00创将15g甲基丙締酸单体和150g去离子水加入反应蓋中，揽拌速度为400转/分， 在70°C的溫度下，通入高纯成驱氧比，加入过硫酸锭0. 4g，滴加55g丙締酸下醋和30g丙 締酸异辛醋组成的混合单体，滴加化至混合单体全部滴完，再继续揽拌化至充分反应，反 应完全后减压除去残余单体，过300目滤布，制得固含量为40%的水性粘结剂。 柳43] 对比例二
[0044] W日本住友公司的下苯橡胶SBR(商品牌号：SN-307)为粘结剂。 W45] 对比例S
[0046] W成都茵地乐公司丙締酸树脂PAA(商品牌号：LA132)为粘结剂。
[0047] 水性粘结剂在裡离子电池中的应用W改性石墨为负极材料，实施例一至八和对比 例一中所制备的乳液为负极材料粘结剂，按质量比石墨负极材料：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；WLiCo〇2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。 W48] W改性石墨为负极材料，使用对比例二的SBR粘结剂，按质量比石墨负极材料： 增稠剂CMC:碳黑导电剂SP:SBR粘结剂=95.8:1. 2:1. 0:2.O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； W例 W改性石墨为负极材料，使用对比例立的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；
[0050] 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；WLiCo化为正极材料，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；
[0051] 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；
[0052] 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；
[0053] 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LiPFe 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。
[0057] 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，且不加入交联 剂，用于裡离子电池电极材料的离子型聚丙締酸醋类水性粘结剂，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， 同时该粘结剂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， 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。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，制备的离子聚合物型水性粘结剂的负极极 片剥离强度可达到4. 87632mN/mm，内阻为23mQ，说明本发明离子聚合物型水性粘结剂的 粘结强度高、导电性能好。
【主权项】
1. 一种用于锂离子电池电极材料的离子聚合物型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. 5~2. 5h，再加入占单体总质量0. 2~2%的引发剂，滴 加亲油性单体，再继续搅拌1~8h，反应后减压除去残余单体，过100~400目滤布，即得固 含量为20~50%、粘度为50~3000mPa.s的离子聚合物型水性粘结剂；其中离子聚合物 型水性粘结剂是分子链段由亲水性链段和亲油性链段两部分组成，且分子链段中有Li+。2. 根据权利要求1所述的一种用于锂离子电池电极材料的离子聚合物型水性粘结剂 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：CHRfCR2R3; 其中，&为-Η或_CH3;R2为-Η或-CH3;R3为-COOLi或-CH2C00Li。3. 根据权利要求1所述的一种用于锂离子电池电极材料的离子聚合物型水性粘结剂 的制备方法，其特征在于所述的亲油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：CHRfCR2R3; 其中，札为-Η或-CH3,私为-Η或-CH3,R3为-C00CH3、-C00CH2CH3、-C00CH2CH2CH2CH3、-CO och2ch(ch2ch3)ch2ch2ch2ch3 或-c6h6〇4. 根据权利要求1所述的一种用于锂离子电池电极材料的离子聚合物型水性粘结剂 的制备方法，其特征在于所述的亲水性单体和亲油性单体的质量比为（1~90) : (99~10)。5. 根据权利要求1所述的一种用于锂离子电池电极材料的离子聚合物型水性粘结剂 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所述的一种用于锂离子电池电极材料的离子聚合物型水性粘结剂 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所述的一种用于锂离子电池电极材料的离子聚合物型水性粘结剂 的制备方法，其特征在于所述的亲水性单体和亲油性单体的质量比为（2~40) : (98~60)。8. 根据权利要求1所述的一种用于锂离子电池电极材料的离子聚合物型水性粘结剂 的制备方法，其特征在于将亲水性单体加入去离子水中，在60~90°C的条件下，搅拌速度 为200~450转/分。9. 根据权利要求1所述的一种用于锂离子电池电极材料的离子聚合物型水性粘结剂 的制备方法，其特征在于所述的滴加是指滴加1~6h至亲油性单体全部滴完。10. 根据权利要求1所述的一种用于锂离子电池电极材料的离子聚合物型水性粘结剂 的制备方法，其特征在于所述的离子聚合物型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】一种用于锂离子电池电极材料的离子聚合物型水性粘结剂的制备方法，本发明涉及一种用于锂离子电池电极材料的离子聚合物型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、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，再继续搅拌，减压除去残余单体，过滤布，即得离子聚合物型水性粘结剂；本发明离子聚合物型水性粘结剂的负极极片剥离强度可达到4.87632mN/mm，内阻为23mΩ，说明粘结剂粘结强度高、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】CN105336960
【申请号】CN201510676845
【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