[发明专利]用于电化学储能器的粘合剂组合物

说明书

本发明涉及用于电化学储能器的粘合剂组合物。本发明涉及用于电极的粘合剂组合物，其包含至少一种粘合剂和至少一种溶剂，所述粘合剂选自聚丙烯腈和聚偏二氟乙烯及其混合物，所述溶剂选自至少一种通式(I)的亚砜：其中R¹和R²彼此独立地选自具有1至15个碳原子的线性、支化或环状的饱和或不饱和的烷基、具有5至15个碳原子的芳基及其混合物。本发明的粘合剂组合物的用途有利地作用于电极的稳定性。

技术领域

本发明涉及用于电化学储能器，特别是电化学高性能储器的活性材料组合物的粘合剂组合物。

背景技术

制造电极的传统方法包括制造电极的活性材料以及任选存在的添加剂在溶剂中的悬浮体（所谓的浆料）（活性材料悬浮体）。通常，向溶剂中事先添加可溶于该溶剂中的粘合剂。在将所述活性材料悬浮体施加到基底上后，然后除去溶剂并获得通过粘合剂粘结的稳定的连续活性材料层。通常，使用羧甲基纤维素（CMC）在水中的溶液或聚偏二氟乙烯（PVdF）在N-甲基吡咯烷酮（NMP）中的溶液作为粘合剂组合物。

但是，水用作溶剂经常导致不希望的与活性材料的副反应，特别是在电化学高储能器的领域中。例如，水与钛酸锂结合形成氢氧化锂分子，这导致形成气体并由此使电极的活性材料组合物的粘结变差。此外，CMC可以在其分解时腐蚀阴极的活性材料。另一方面，NMP是高度毒性的溶剂，其在制造电极过程中使用时要求用于健康防护的昂贵措施。

US 2016/0240854 A1公开了用于阴极的粘合剂组合物，其包含接枝到聚乙烯醇上的丙烯腈以及任选其它共聚单体的接枝共聚物。为了制造所述活性材料悬浮体，使用N-甲基吡咯烷酮或二甲亚砜作为溶剂。

US 2015/280239 A1公开了用于制造电极的水性粘合剂组合物。提出了包含聚偏二氟乙烯的组合物，该聚偏二氟乙烯在添加基于(甲基)丙烯酸类聚合物的分散剂的情况下分散在水性介质中。

发明内容

本发明的主题是用于电极的粘合剂组合物，其包含

至少一种粘合剂和至少一种溶剂，所述粘合剂选自聚丙烯腈和聚偏二氟乙烯及其混合物，所述溶剂选自至少一种通式(I)的亚砜：

其中R¹和R²彼此独立地选自具有1至15个碳原子的线性、支化或环状的饱和或不饱和的烷基、具有5至15个碳原子的芳基及其混合物。

已发现，该溶剂确保所述粘合剂的良好溶解度并且很少至不与常用活性材料发生副反应。

在一个优选的实施方案中，R¹选自具有1至6个碳原子的线性、支化或环状的饱和或不饱和的烷基。

在一个实施方案中，R¹选自具有1至6个碳原子的线性、支化或环状的饱和或不饱和的烷基，且R²选自具有1至15个碳原子的线性、支化或环状的饱和或不饱和的烷基和具有5至15个碳原子的芳基。

在另一个优选实施方案中，R¹和R²彼此独立地选自具有1至6个碳原子的线性、支化或环状的饱和或不饱和的烷基。

特别合适的是选自通式(I)的亚砜的溶剂，其中R¹和R²彼此独立地选自甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基、正戊基、2-戊基、3-戊基、2-甲基丁基、3-甲基丁基、3-甲基丁-2-基、2-甲基丁-2-基和2,2-二甲基丙基。

优选地，还有粘合剂组合物，其中该溶剂是至少一种选自二甲亚砜、二乙亚砜、