[发明专利]锂离子二次电池负极粘结剂及其制备方法、负极及其制备方法和锂离子二次电池

说明书

技术领域

本发明涉及锂离子二次电池领域，特别涉及一种锂离子二次电池负极粘结剂及其制备方法、负极及其制备方法和锂离子二次电池。

背景技术

随着传统石化资源的日益枯竭，人们对绿色能源的需求日益增加。锂离子二次电池是一种新型的二次电源，其具有能量密度高，循环寿命长和无污染等优点，是目前比能量最高的一种便携式化学能源。锂离子二次电池自1991年问世以来发展迅速，现已广泛应用于笔记本电脑、摄像机、移动通讯工具和照相机等设备中，并有望成为混合动力汽车的电机驱动电源。

锂离子二次电池包括正极、负极、电解液、隔膜和外壳，隔膜置于正极和负极之间形成电极芯，电极芯置于外壳内，在电解存在的条件下，锂离子在正、负极之间进行嵌入脱出完成充放电过程。其中，负极材料通常按照如下方法制备：将负极材料分散于粘结剂中，得到负极浆料，然后将负极浆料涂覆于基底表面后热处理，即得。

粘结剂是制备负极的必需原料，粘结剂的作用在于使负极材料附着于基底材料表面。聚偏二氟乙烯因具有结构稳定，氧化电位低等优点，成为锂离子二次电池最常用的粘结剂。例如申请号为200710146962.8的中国专利公开了一种锂离子二次电池用负极以及采用该负极的锂离子二次电池，该专利公开的负极中负极活性物质活性层中含有聚氟乙烯。

聚偏二氟乙烯结构稳定，氧化电位低，但是以聚偏二氟乙烯作为负极粘结剂，将其与负极材料和基材等一同使用制备锂离子电池负极时，其粘附性能较差，在电解液中浸泡易发生掉料的情况。由此造成电池循环性能差等缺点。

发明内容

本发明解决的技术问题在于提供一种与基底粘附强度高且耐浸泡性能好的锂离子二次电池的负极粘结剂及其制备方法，以及锂离子二次电池的负极及其制备方法和锂离子二次电池。

有鉴于此，本发明提供一种锂离子二次电池负极粘结剂，包括：聚偏二氟乙烯、丁苯胶乳液和有机溶剂，所述聚偏二氟乙烯和丁苯胶乳液的重量比为(1～5)∶1。

优选的，所述聚偏二氟乙烯和有机溶剂的重量比为(1～5)∶100。

本发明还提供一种锂离子二次电池负极粘结剂的制备方法，包括：

将聚偏二氟乙烯溶解于有机溶剂中，得到聚偏二氟乙烯溶液；向所述聚偏二氟乙烯溶液中加入丁苯胶乳液后进行高速分散，得到负极粘结剂；所述聚偏二氟乙烯和丁苯胶乳液的重量比为(1～5)∶1。

优选的，所述高速分散的速度为10000rpm～20000rpm。

优选的，所述聚偏二氟乙烯和有机溶剂的重量比为(1～5)∶100。

本发明还提供一种锂离子二次电池负极的制备方法，包括：

将聚偏二乙烯溶解于有机溶剂中，得到聚偏二氟乙烯溶液；向所述聚偏二氟乙烯溶液中加入丁苯胶乳液进行高速分散，得到负极粘结剂；所述聚偏二氟乙烯和丁苯胶乳液的重量比为(1～5)∶1；

将负极活性材料与所述负极粘结剂混合均匀，得到负极浆料；

将所述负极浆料涂布于基底表面，在惰性气体保护下进行热处理，压延，得到锂离子二次电池负极。

优选的，所述负极材料与所述负极粘结剂的重量比为100∶(100～120)。

优选的，所述热处理的温度为280℃～320℃。

本发明还提供一种锂离子二次电池负极包括：基底和覆于所述基底表面的负极材料层，负极材料层包括负极活性材料和粘结剂，所述粘结剂包括聚偏二氟乙烯和丁苯胶。

本发明还提供一种锂离子二次电池，包括：正极、负极、介于所述正极和负极之间的隔膜，和电解液，所述负极包括：基底和覆于所述基底表面的负极材料层，所述负极材料层包括负极活性材料和粘结剂，所述粘结剂包括聚偏二氟乙烯和丁苯胶。

本发明提供一种锂离子二次电池负极粘结剂的制备方法，该方法是将聚偏二氟乙烯溶液与丁苯胶乳液按比例进行高速分散共混，得到的负极粘结剂含有聚偏二氟乙烯、丁苯胶乳液和有机溶剂，聚偏二氟乙烯PVDF结构稳定，氧化电位较高，耐腐蚀性能强；丁苯胶耐水性强，与基底材料粘结强度大；将聚偏二氟乙烯和丁苯胶乳液以(1～5)∶1的比例混合后可赋予极片较高的化学稳定性和耐水性，与基底粘结强度高，浸泡后不易脱落，进而提高了电池的循环寿命。

具体实施方式

为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制。