[发明专利]强力粘合型锂离子电池粘合剂的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于粘合剂的制备领域，涉及一种锂离子电池粘合剂及其制备方法。

背景技术

锂离子电池是近20年来处于高速发展的一种新型高性能蓄电池，具有电压高、质量轻、比能量密度大、自放电小等许多优点，其应用范围涵盖了民用、国防和航空航天等领域。目前，锂离子电池制造过程中使用的溶剂型粘结剂主要为PVdF /N-甲基吡咯烷酮(NMP)体系，NMP在德国等国家被定为三类有毒化学品，允许排入大气质量浓度为100 mg/m³，在电池制造过程中NMP用量较大，它不仅对环境造成严重污染，对操作人员身体健康具有一定的损害，而且溶剂粘合剂只能粘结进口的MCMB炭粉，对国产化的人造石墨改性的廉价炭粉则粘结不良。

碳纳米管是由单层或多层石墨片卷曲而成的无缝纳米级管状壳层结构，具有无法比拟的优异特性，如高强度和高韧性，是制备高性能复合材料的理想增强体。自发现之日起，碳纳米管以其独特的结构和优异的性能而迅速成为世界各国科学家研究的热点。

CN200610035870.8提供了一种碳纳米管/环氧树脂复合材料的制备方法。该方法主要是首先将碳纳米管羧酸化和酰氯化，再通过小分子脂肪胺修饰碳纳米管，然后采用溶剂溶解、超声波和高速搅拌处理，将碳纳米管分散于环氧树脂基体中，再用芳香胺固化，得到碳纳米管/环氧树脂复合材料。

CN200780027407.1提供了一种复合材料作为含水溶液用增稠剂的用途，材料包含碳纳米管(CNT)和至少一种亲水性(共)聚合物。

CN201110070302.2提供的带压堵漏剂是以高分子弹性体丁腈橡胶和液体丁腈橡胶为粘合剂和主题材料，以碳纳米管为高性能功能性增强体，添加适量的固化剂、偶联剂、填料、高温阻燃剂、增塑剂和其他助剂，经机械混合后，沉化，然后制成耐介质性强的带压堵漏剂。

CN201110134183.2提供了一种硅橡胶粘合剂及其制备方法，包括端羟基聚二甲基硅氧烷、二氧化硅、交联剂、催化剂、羟基处理剂、耐热添加剂，采用共混方式进行制备。由于CNTs具有较高的热稳定性和良好的导热性，本发明使用的碳纳米管加入RTV-1硅橡胶粘合剂中改善粘合剂的耐热性，提高RTV-1硅橡胶粘合剂的使用温度，拓展RTV-1硅橡胶粘合剂的应用范围。

CN200580045674.2一种定向传导的粘合剂带状布置包括：带基材料、侧向延伸并且具有相对的上表面和下表面、多个大致平行的碳纳米管。

JP2010285521(A) 一种具有良好分散性的碳纳米管水性组合物，碳纳米管是由镍/氧化镁或镍/铝氧化物催化剂进行制备的，水性粘合剂是以水溶性树脂或水分散树脂为基体的聚合物。

US2005062024一种粘合剂，包括一个压敏粘合剂组合物和碳纳米管。这种粘合剂主要用于做密封材料。

US2009011232(A1) 纳米复合材料干胶粘剂包括基体和碳纳米管，主要介绍了碳纳米管的制备过程。

US2008173098(A1)、US2009202764(A1)涉及一种胶膜或粘合剂浸渍涂层含有碳纳米管，介绍的材料包含粘合剂层和含碳纳米管的涂层。

发明内容

本发明所要解决的问题是提供一种具有很强粘接力的强力粘合型锂离子电池粘合剂及其制备方法。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种强力粘合型锂离子电池粘合剂的制备方法，由以下重量含量的成分组成主原料：作为成分Ⅰ的软水10~20%、作为成分Ⅱ的软水10~20%、作为成分Ⅲ的软水10~20%、5～10%的乙醇、0.1~1%的偶联剂、0.1~1%的碳纳米管、0.1~1%的乳化剂、10~20%的丙烯酸、10~20%的丙烯酸酯、10~20%的丙烯腈和0.1~0.5%的引发剂溶液；引发剂溶液中引发剂的质量浓度为15~25%；

包括以下步骤：

1）、碳纳米管的分散：

将作为成分Ⅰ的软水、乙醇和偶联剂搅拌混合后，再加入碳纳米管，升温至30~40℃，搅拌40～60min；得碳纳米管分散液；

2）、乳化液的制备：

在作为成分Ⅱ的软水中加入乳化剂搅拌均匀后，再加入丙烯酸和丙烯酸酯，于20~40℃乳化30～60min；得乳化液；

3）、粘合剂的制备：

在作为成分Ⅲ的软水中加入丙烯腈和部分的乳化液，所述部分的乳化液为步骤2）所得乳化液的0.2~0.3重量倍；再加入步骤1）所得的全部的碳纳米管分散液以及加入引发剂溶液，于20～40℃搅拌反应1~3h；