[发明专利]一种动力锂离子电池专用粘结剂

说明书

本发明涉及一种动力锂离子电池专用粘结剂，属于锂电池粘结剂技术领域。该粘结剂的由以下重量份的组分组成：热塑性聚氨酯15～30份、环氧树脂15～30份、羧甲基纤维素10～20份、明胶10～20份、N‑甲基吡咯烷酮10‑15份、含氟丙烯酸酯类单体10～30份、全氟磺酸锂10～30份、稳定剂1‑3份、固化催化剂1～7份、硅烷偶联剂1～7份；其中，所属稳定剂为提供稳定的骨架材料，选用泡沫金属粉。添加了全氟磺酸锂、明胶、泡沫金属，通过全氟磺酸锂和其他组合物的共同作用提高了该粘结剂的粘结性能，提高了锂电池的电池循环性能，特别是高倍率循环性能更佳，适合用于动力电池。

技术领域

本发明涉及一种动力锂离子电池专用粘结剂，属于锂电池粘结剂技术领域。

背景技术

锂离子电池是目前研究最广泛、最深入的能量存储装置之一，因其具有高容量密度、循环寿命高、绿色环保、使用温度范围宽及安全性能高等优点，被广泛的应用到智能手机、平板电脑、电动汽车等领域。

在制备锂离子电池过程中，是将正、负极浆料均匀的涂布到相应的集流体上，烘干后辊压、制片、卷绕等其他工序。其中粘结剂是锂二次电池电极片中的非活性成分，其主要作用是粘结电极活性物质并增强其与导电剂以及集流体之间的电子接触，更好地稳定极片的结构。同时使电极片具有良好的机械性能和可加工性能，满足实际生产的需要。粘结剂的性能对正负极浆料粘附到集流体上起到了关键的作用。粘结剂力学性能的优劣与电池的循环寿命密切相关，如果力学性能不佳，容易引起电极片在电化学循环过程中粉化，导致电极材料从集流体表面脱落，失去电化学储能性能。此外，当粘结剂的电化学稳定性不好时，在电极电化学过程中粘结剂的一些功能基团可与锂离子发生不可逆的化学反应，从而导致电池的可逆容量下降。

申请号为201710523815.1的发明专利公开了一种水系粘结剂及应用水系粘结剂的锂电池极片的制作方法，由聚氧化乙烯、辅助粘结剂与消泡剂组成。由于水系粘结剂成本低，无毒环保，一方面在保证了固态电池基本性能的基础上，降低锂离子电池生产的投资成本，另一方面减少因正极配料使用NMP造成的环境污染基对员工的伤害。具有良好的吸附性能和化学性能，并有着极好的粘结性。

申请号为201611015896.6的发明专利公开了一种锂离子电池粘结剂及其制备方法。所述锂离子电池粘结剂由聚四氟乙烯、聚氨酯和发泡剂组成，该发粘结剂与现有技术中使用的粘结剂相比较，粘结剂在浆料中分散均匀，粘结力强，不起合，易于粘附在集流体上；稳定性好，可以显著减少极片的掉料、掉粉现象，有利于提高正负极材料的压实密度。因此，对于锂离子电池的容量、循环性能都有很大的提升，具有很好的应用价值。

可见，上述的粘结剂在一定程度上能够起到粘结的作用，但是，采用上述粘结剂进行锂电池的粘接时,均会影响离子迁移性、循环性能，因此减少粘接剂对电池电性能的影响，对提升电池快速迁、稳定迁移、良好的循环性能极其重要。

发明内容

针对以上缺陷，本发明解决的技术问题是提供一种专用于动力锂离子电池、促进循环性能的粘结剂。

本发明动力锂离子电池专用粘结剂，其由以下重量份的组分组成：热塑性聚氨酯15～30份、环氧树脂15～30份、羧甲基纤维素10～20份、明胶10～20份、N-甲基吡咯烷酮10-15份、含氟丙烯酸酯类单体10～30份、全氟磺酸锂10～30份、稳定剂1-3份、固化催化剂1～7份、硅烷偶联剂1～7份；其中，所属稳定剂为提供稳定的骨架材料，选用泡沫金属粉。

本发明的粘结剂，添加了全氟磺酸锂，通过全氟磺酸锂和其他组合物的共同作用提高了该粘结剂的粘结性能，能够使负极活性物质更好的更均匀的粘结在一起，同时也提高了锂电池的电池循环性能。

优选的，所述粘结剂由以下重量份的组分组成：热塑性聚氨酯18～25份、环氧树脂17～24份、羧甲基纤维素12～18份、明胶13～17份、N-甲基吡咯烷酮12-15份、含氟丙烯酸酯类单体14～28份、全氟磺酸锂14～25份、稳定剂1-3份、固化催化剂2～5份、硅烷偶联剂2～5份。