[发明专利]一种电池浆料分散剂、制备方法及用途

说明书

技术领域

本发明涉及电池制备技术领域。

背景技术

锂离子电池由于具有能量密度高、工作电压高、应用温度范围宽、循环寿命长等优点，而被广泛用作各种移动设备的电源，甚至在航空、航天、航海、汽车、医疗设备等领域中逐步取代其他的传统电池，尤其是其高能量密度更是为移动设备的小型化做出了重要贡献。

当前在锂离子电池制作过程中还存在一些问题。在生产锂离子电池过程中常使用有机溶剂，例如N-甲基吡咯烷酮（NMP），该物质价格较高，对环境空气有一定的污染，且在过冲情况下易出现燃烧爆炸，安全性能差。生产锂离子电池过程中也有使用无机溶剂时如水的，在使用用水溶剂时，由于活性物质和导电剂等组分在水中分散性能差，容易形成二次团聚，将直接导致电池的性能得不到充分发挥，导致制备的电池容量低，循环寿命短；水做溶剂做出的浆料固含量低，致使涂布极片压实密度低，生产周期长，成本高，如果特意提高固含量，浆料易形成假塑体，容易出现浆料涂布不均匀，导致电池性能下降。

分散剂是一种在分子内同时具有亲油性和亲水性两种相反性质的界面活性剂，可均一分散那些难于溶解于液体的无机、有机的固体颗粒。将分散剂应用到电池生产中的，改善活性物质和导电剂等组分在水中分散度，有助于提高锂电池性能和使用寿命。现有分散剂的制备方法步骤繁多，用料繁杂，成分不易控制，故研究用于锂离子电池的分散剂有着十分重要的意义。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种电池浆料分散剂、制备方法及用途，该分散剂制备方法简便合理；该分散剂有助于提高水性电池浆料组分的分散性，所制的浆料含固量高，粘度小，水分烘干过程中的热能消耗低，浆料的导电性好，为制造高品质锂离子电池提供保证。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：

一种电池浆料分散剂，其特征在于结构式为：

其中a=30、31、32、33……50，

b=20、21、22、23……30，

c=5、6、7，

d=2、3，

其中n=10、11……15。

一种所述电池浆料分散剂的制备方法，其特征在于制备过程包括配料、反应和产物pH调节：

（1） 配料

各原料及其质量份数为：

a）丙烯酸                                         100份

b）马来酸酐                                     50-100份

c）2-甲基-2-丙烯酸-2-羟乙基酯磷酸酯                20-40份

d）聚氧乙烯基烯丙酯大单体                        20-40份

e）双氧水-亚硫酸锂氧化还原引发体系：

其中，质量浓度15-21%的双氧水溶液              0.5-2份

质量浓度30-42%的亚硫酸锂水溶液          0.5-2份

上述a）、b）、c）和d）四种原料分别用去离子水分别配成质量浓度为50-70%的水溶液；

（2）反应

采用连有回流装置的一个多口反应器，将装有上述各原料溶液的各个容器分别与该反应器上的加入口相连，并同时向反应器中滴加各原料溶液，滴加时间为40-60min，滴加过程反应器内温度为60-80℃，滴加完毕后在55-75℃下保温2-2.5h。

（3）产物pH调节

反应结束后，用pH调节剂调节溶液pH值为6.5-7.5，即得到分散剂溶液。

所述双氧水和亚硫酸锂的质量比为1:2；

所述pH调节剂为质量浓度50-70%的碳酸锂或氢氧化锂水溶液。

一种所述电池浆料分散剂的用途，其特征在于用于锂离子电池浆料的制备。

所述锂离子电池浆料的制备，包括配料、调浆和砂磨分散步骤：

（1） 配料

各原料及质量份数为：

氧化锂铁磷                           100份

导电炭黑PS                            1份

羧甲基纤维素                         0.3份

丁苯橡胶                             1.5份

水                                 30-40份；