[发明专利]储能组件

说明书

技术领域

本发明是涉及一种储能组件，特别是涉及一种在正极中混合有一聚丙烯酸酯水性粘着剂的储能组件。 

背景技术

随着可携式电子产品与电动车辆的发展，兼具高能量、快速充放电、长使用时间等特性的储能组件，已成为各方开发的主要目标。 

一般来说，储能组件可分为电池与电容器两种。 

电池本身为利用氧化还原所产生的化学能原理来储存电能，其设计上是以正常使用情况下做长效性的小电流放电为主，故电极材料的开发是着重在长时间使用及高电量储存方面，因此必须具备有高能量密度的特性。 

而现阶段有关电极材料粘着剂的使用，目前绝大部分使用于正极系统中的粘着剂还是以油性溶剂为主，并且也已有一段时间，但基于有机系溶剂对环境造成的影响及含氟粘着剂成本昂贵的考虑，水性粘着剂已有其发展必要性，因此，如何寻找适当的水性粘着剂并成功应用于锂电池产业中，即成为目前开发正极材料所要面临的课题之一。然而目前以商业化所使用的水性粘着剂，例如聚丙烯腈(polyacrylonitrile)及苯乙烯-丁二烯橡胶(SBR)等，使用于正极材料混浆中常常产生电池极板附着力不足，电极阻抗非常大的问题，进而使电池性能不佳。 

发明内容

本发明的目的在于提供一种通过在正极中混合有一聚丙烯酸酯水性粘着剂的储能组件，从而基本上克服了现有的水性粘着剂使用于正极材料混浆中所产生对电池极板附着力不足和电极阻抗非常大的问题，进而导致电池性能不佳的缺陷。 

本发明的一实施例，提供一种储能组件，包括：一正极，混合有一聚丙烯酸酯(polyacrylate)水性粘着剂；一负极；以及电解液。 

该正极是由LiCoO₂、LiMn₂O₄、LiFePO₄、LiNi_1/3Co_1/3Mn_1/3O₂、LiNiCoO₂或其它锂金属氧化物所构成。该聚丙烯酸酯水性粘着剂具有下列化学式(I)： 

其中X为碳数1～6的烷基，n为500～2,500，X更包括丙烯酸酯。该聚丙烯酸酯水性粘着剂的重量平均分子量介于10,000～200,000。该聚丙烯酸酯水性粘着剂于该正极中的重量百分比介于1～10％。 

本发明的一实施例，该正极更包括混合有一聚丙烯腈(polyacrylonitrile)水性粘着剂。该聚丙烯腈水性粘着剂具有下列化学式(II)： 

其中n为500～3,500。该聚丙烯腈水性粘着剂的重量平均分子量介于20,000～150,000。该聚丙烯酸酯水性粘着剂与该聚丙烯腈水性粘着剂的重量比例介于1∶9～5∶5。优选地，该聚丙烯酸酯水性粘着剂与该聚丙烯腈水性粘着剂的比例为3∶7。该聚丙烯酸酯水性粘着剂与该聚丙烯腈水性粘着剂的混合物于该正极中的重量百分比介于1～10％。 

本发明通过混合特定比例聚丙烯酸酯与聚丙烯腈而制得的水性粘着剂可有效改善一般水性粘着剂造成锂电池正极材料附着力不佳的问题，且由于材料粒子与粘着剂间的极性问题获得改善，也可大幅降低极板电阻值。此外，本发明添加的混合型水性粘着剂可有效维持电池电容量于140mAh/g左右，且在0.2C/0.2C循环寿命测试下，电池效率也较使用一般水性粘着剂者为高，具有极佳电池特性。 

为让本发明的上述目的、特征及优点能更明显易懂，下文特举一较佳实 施例，并配合附图，作详细说明如下： 

附图说明

图1为使用不同种类混合型水性粘着剂于正极结构的附着力与表面阻值的测试结果。 

图2为使用不同种类混合型水性粘着剂于电池组件中不同放电速率下的放电曲线图。 

图3为使用不同种类混合型水性粘着剂于电池组件中循环次数下的电容值。 

具体实施方式

本发明的一实施例，提供一种储能组件，包括一正极，混合有一聚丙烯酸酯水性粘着剂，一负极，以及电解液。