[发明专利]一种锂离子电池的粘结剂及其制备方法

说明书

本发明提供一种锂离子电池的粘结剂，包括离子液体及具有链结构的高分子聚合物；所述离子液体由带有双键的阳离子及阴离子构成，所述离子液体经过聚合后阳离子成为固定离子，阴离子成为可交换离子，所述离子液体经过聚合后形成具有链结构的聚离子液体；所述聚离子液体与高分子聚合物充分混合且所述聚离子液体的链结构与高分子聚合物的链结构互相穿插形成网络结构；所述聚离子液体与高分子聚合物的质量比为0.1～1.0。本发明还提供一种锂离子电池的粘结剂的制备方法。本发明提供的锂离子电池的粘结剂及其制备方法，粘结剂同时具有高的电导率和机械强度，提高了结构稳定性，提升了锂离子电池倍率性能。

【技术领域】

本发明涉及电池材料技术领域，尤其涉及一种锂离子电池的粘结剂及其制备方法。

【背景技术】

粘结剂是锂离子电池正、负极材料的重要组成部分，在电极浆料中，粘结剂的作用是粘结和保持活性物质，粘结剂的粘结力、柔韧性、耐碱性、亲水性等性能直接影响着锂离子电池的性能。

现有的粘结剂通常为采用聚偏氟乙烯(PVDF)，PVDF为结晶性聚合物，结晶度一般为50％左右，结晶熔融温度在140℃附近，因此，在电池通常的使用温度下，PVDF的结晶使存在电解液中的分子很难流通，电导率低，充放电负荷增大；同时，结晶性聚合物在使用过程中，由于电极的内部应力，使电极涂覆浆料层从集电体上部分或全部剥离，负荷特性变差，引起锂离子电池的容量劣化。

鉴于此，实有必要提供一种新型的锂离子电池的粘结剂及其制备方法以克服以上缺陷。

【发明内容】

本发明的目的是提供一种提高电导率、提高机械强度、提高结构稳定性、提升锂离子电池倍率性能的锂离子电池的粘结剂及其制备方法。

为了实现上述目的，本发明提供一种锂离子电池的粘结剂，包括离子液体及具有链结构的高分子聚合物；所述离子液体由带有双键的阳离子及阴离子构成，所述离子液体经过聚合后阳离子成为固定离子，阴离子成为可交换离子，所述离子液体经过聚合后形成具有链结构的聚离子液体；所述聚离子液体与高分子聚合物充分混合且所述聚离子液体的链结构与高分子聚合物的链结构互相穿插形成网络结构；所述聚离子液体与高分子聚合物的质量比为0.1～1.0。

在一个优选实施方式中，所述离子液体为带有双键的吡咯盐、吡咯烷酮盐、咪唑盐和哌啶盐中的一种；所述阴离子为四氟硼酸根、六氟磷酸根、双三氟甲基磺酰亚胺根及双氟磺酰亚胺根中的一种。

在一个优选实施方式中，所述高分子聚合物为聚偏氟乙烯。

在一个优选实施方式中，所述聚离子液体与高分子聚合物的质量比为0.4～0.6。

本发明还提供一种锂离子电池的粘结剂的制备方法，包括如下步骤：步骤一：取离子液体溶于有机溶剂中，制得离子液体溶液；所述离子液体由带有双键的阳离子及阴离子构成；步骤二：取具有链结构的高分子化合物加入至步骤一制得的离子液体溶液，并置于60℃的恒温水浴中加热搅拌1.5h，所述离子液体发生聚合反应后制得混合液；所述聚离子液体与高分子聚合物的质量比为0.1～1.0；所述离子液体经过聚合后阳离子成为固定离子，阴离子成为可交换离子，所述离子液体经过聚合后形成具有链结构的聚离子液体；所述聚离子液体与高分子聚合物充分混合且所述聚离子液体的链结构与高分子聚合物的链结构互相穿插形成网络结构；步骤三：将步骤二制得的混合液置于70℃的烘箱中，消除混合液中的气泡；将消泡后的混合液置于干净的聚四氟乙烯板上并用涂覆刮刀刮成膜；将聚四氟乙烯板水平放置于室内蒸发有机溶剂后晾干，制得膜状的锂离子电池的粘结剂。

在一个优选实施方式中，所述步骤一中的离子液体为带有双键的吡咯盐、吡咯烷酮盐、咪唑盐和哌啶盐中的一种；所述步骤一中的阴离子为四氟硼酸根、六氟磷酸根、双三氟甲基磺酰亚胺根及双氟磺酰亚胺根中的一种。

在一个优选实施方式中，所述步骤二中的高分子聚合物为聚偏氟乙烯。