[发明专利]一种粘结剂及其制备方法和应用

说明书

本发明提供一种粘结剂及其制备方法和应用。本发明第一方面提供了一种粘结剂，所述粘结剂包括偏氟乙烯与第一单体的聚合物；所述第一单体至少包括式1或式2所示的腈类化合物，其中，R₁、R₂、R₃为亚烷基；所述聚合物的重均分子量为60万‑150万。由于粘结剂中聚合了式1或式2所示的腈类化合物，当粘结剂包覆在正极材料表面时，腈类化合物单体中的氰基基团能够与正极材料表面的金属离子络合，从而抑制了正极金属离子的溶出，进一步避免了金属离子在负极表面的沉积，提升锂离子电池的高温存储性能和循环性能。

技术领域

本发明涉及锂离子电池技术领域，尤其涉及一种粘结剂及其制备方法和应用。

背景技术

近年来，随着新能源汽车的日益普及，以及笔记本电脑、智能手机等电子设备的快速发展，使得锂离子电池技术也得到了快速的发展和进步，同时也对锂离子电池提出了越来越高的要求，如具备更高的能量密度，更快的充放电速度，更好的续航能力和更宽松的使用环境等。

随着锂离子电池能量密度的提升，正极电压越来越高，正极的氧化活性也越来越大，导致正极材料与电解液间的副反应加剧，正极材料在使用过程中存在正极金属离子溶出的现象，尤其经过长时间的高温存储后，副反应进一步加剧，导致正极金属离子溶出现象也进一步加剧。正极金属离子的溶出，一方面导致正极材料结构的稳定性下降，电池可逆容量衰减；另一方面，溶出的金属离子会在负极还原，还原后的金属原子沉积在负极表面，造成负极SEI膜的破坏和微短路，负极阻抗也越来越大，从而导致锂离子电池的自放电和不可逆容量损失。

目前，在电解液中加入氟代苯腈类化合物在一定程度上可减少正极金属离子的溶出，但会提高电解液粘度，导致电池阻抗增大，低温和倍率性能也受到一定影响。

发明内容

本发明提供一种粘结剂及其制备方法和应用，用于解决正极金属离子溶出所导致的锂离子电池高温存储性能和循环性能不佳的问题。

本发明第一方面提供了一种粘结剂，所述粘结剂包括偏氟乙烯与第一单体的聚合物；

所述第一单体至少包括式1或式2所示的腈类化合物，

其中，R₁、R₂、R₃为亚烷基；

所述聚合物的重均分子量为60万-150万。

本发明的亚烷基是指通式为C_nH_2n的直链或支链的饱和烃基基团，例如可以是-CH₂-、-CH₂CH₂-、-CH(CH₃)-CH₂-等。

本发明提供了一种粘结剂，该粘结剂包括偏氟乙烯与第一单体的聚合物，其中第一单体至少包括式1或式2所示的腈类化合物，本领域技术人员可按照现有的制备方法制备得到该粘结剂，例如，可使用乳液聚合法将偏氟乙烯与第一单体聚合，得到该粘结剂，并且其中聚合物的重均分子量为60-150万。由于粘结剂中聚合了式1或式2所示的腈类化合物，当粘结剂包覆在正极材料表面时，腈类化合物单体中的氰基基团能够与正极材料表面的金属离子络合，从而抑制了正极金属离子的溶出，进一步避免了金属离子在负极表面的沉积，提升了锂离子电池的高温存储性能和循环性能。

在一种实施方式中，本发明还对腈类化合物的R基进行研究，经研究发现，亚烷基中碳链的长度对会粘结剂的性能产生影响，例如，当亚烷基中碳原子数大于6时，会降低粘结剂的剥离力，同时会导致电极阻抗增大，因此，为了进一步提高粘结剂的性能，R₁、R₂、R₃为C1-C6的亚烷基。

进一步地，所述第一单体为式3、式4、式5所示结构中的一种；