[发明专利]一种锂离子电池及其负极以及该负极使用的粘结剂

说明书

技术领域

本发明属于锂离子电池材料领域，更具体涉及具有良好低温性能的一种锂离子电池及其负极以及该负极使用的粘结剂。

背景技术

锂离子电池自商业化以来，由于其能量密度高，工作电压高，无记忆效应，循环寿命长、对环境无污染等诸多优点被广泛用作各种移动设备的电源，也使其进入了大规模的实用阶段。

锂离子电池特性可以通过改善电池的部件而开发出来，电池的性能依赖于电极、电解液和包含其中的电池材料，而电极的特性依赖于电池的活性物质、集流体和粘结剂，粘结剂提供电池活性物质与集流体的粘合力，当粘结剂提供活性物质之间或者活性物质与集流体之间的强粘结力时，电子和锂离子在电极内平稳地移动并且电极内阻降低。

近年来，锂离子电池的研究和开发都取得了可喜的成绩，特别在能量密度提升方面取得了较大进步，但是锂离子电池的低温性能改进的研究相对滞后，已成为制约锂离子电池市场和应用领域的瓶颈。目前锂离子电池水性负极极片一般采用苯乙烯-丁二烯橡胶(SBR)作为粘结剂的，该粘结剂具有优异的弹性能力，但是此类粘结剂聚合物与电池电解质所用的溶剂之间亲合性的差异，导致极性的电解液无法渗透至电极的活性材料颗粒内，由此使得电极的界面电阻增加以及电池的内部电阻增加，这一现象在低温下更加明显，表现为在常温下以及电池容易析锂，而且随着涂布重量增加，电池析锂也越严重，严重影响电池安全性能。因此该种粘结剂迫切需要改性，以解决目前体系以及厚涂布条件下低温差的现状。

发明内容

本发明在于针对现有技术的不足而提供一种锂离子电池的粘接剂，使用该粘接的锂离子电池具有良好低温性能。

为了达到上述要求，本发明采用如下的技术方案：

一种粘结剂，按重量份计，以

丁二烯             60～90份

R_n-CH＝C-CN        5～15份

CH₃-C＝CH-COOR_m    1～5份

三者的单体乳液聚合而成，产物经过提纯后获得固含量为35％～55％的乳液。

所述的一种粘结剂，还包括苯乙烯，按重量份计，组成如下：

所述的单体R_n-CH＝C-CN中，R_n为氢、甲基、乙基中的任意一种，所述的n为1～4；

所述的单体CH₃-C＝CH-COOR_m中，R_m为甲基或者乙基，所述的m为1～4。

所述的一种粘结剂，还包括CH₂＝CH-COOR_p，按重量份计，组成如下：

所述的单体CH₂＝CH-COOR_p中，R_p为甲基或者乙基，所述的p为1～4。

所述的一种粘结剂，按重量份计，组成如下：

所述的R_n为H，R_m为-CH₃，R_P为-CH₂CH₃。

所述乳液的25度粘度为5～500mPas。

所述聚合温度为5～15℃。

所述乳液干燥后形成的干胶，其溶度参数δ介于16～24(J/cm³)^1/2间。

所述干胶的玻璃化温度为-15℃～25℃。

本发明还提供一种锂离子电池负极，包括集流体、附着在集流体上的活性物质、导电碳、增稠剂羧甲基纤维素钠和粘接剂，所述的粘接剂为上述的粘接剂，其中，活性物质∶导电碳∶粘结剂∶羧甲基纤维素钠＝85～98∶0～3∶1～10∶1～2。在此比例下，负极片具有良好的浸润性能，极片极易容易被电解液浸润。将极片组成全电池，交流阻抗图谱显示，极片具有低阻抗特性。

本发明还提供一种锂离子电池，包括正极、负极、隔离膜及电解液，所述的负极为上述的负极。本发明电池在10度下0.7C充电0.5C放电，循环10次后，满充状态下拆开电池，阳极片没有发生析锂现象，说明本发明具有良好的低温性能。

本发明的有益效果：