[发明专利]一种锂离子电池用负极粘结剂及其制备方法以及包含该负极粘结剂的锂离子电池

说明书

本发明公开了一种锂离子电池用负极粘结剂，按照重量份数计算包括以下各个组分：100份的卤代苯乙烯、80‑110份的1,3‑丁二烯、170‑220份的去离子水、0.4‑1.5份的乳化剂1、0.4‑1.5份的乳化剂2、0.8‑3份的引发剂1、20‑30份的种子乳液、1‑9份的羧酸单体1、0.5‑2份的分子量调节剂1以及0.1‑2.7份的碱性物质；本发明与现有技术相比，通过卤代苯乙烯与1,3‑丁二烯聚合来形成主体，与其他各个组分的配合来制得本锂离子电池负极用卤代丁苯橡胶乳液粘结剂，苯环上卤素原子的存在增加了高聚物的极性以及粘结性增强，使其具备良好的力学性能以及电化学稳定性。

技术领域

本发明涉及锂离子电池材料的技术领域，具体涉及一种锂离子电池用负极粘结剂及其制备方法以及包含该负极粘结剂的锂离子电池。

背景技术

锂离子电池作为21世纪的新能源产品，因其具有高的能量密度、高的放电平台、长使用寿命、无记忆效应、宽使用温度范围、高的安全性能以及绿色环保等诸多优点，被广泛应用到电动工具、智能手机、平板电脑、电动汽车等领域，尤其是新能源电动汽车领域。

锂离子电池是由电池正极、电池负极、隔离膜组装起来注入电解液经激活后制成。制作锂离子电池极片时，需要用到粘结剂，其中粘结剂是锂离子电池中不具备活性的必不可少的成分，其主要作用是粘结电极活性物质，稳定极片的结构，使极片具有良好的机械性能和可加工性能，使活性物质在电池充放电过程中不脱落；另一方面是增强活性物质与导电剂以及集流体之间的电子接触。因此，粘结剂的性能对正负极浆料与集流体的粘结起到了关键的作用。粘结剂性能的优劣与电池的循环寿命密切相关，如果其力学性能不佳，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，失去电化学性能；其二、当粘结剂的电化学稳定性不好时，其在电池的充放电过程中粘结剂的一些功能团会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。有的粘结剂还会影响锂离子的迁移性和循环性能，因此减少粘结剂对电池电性能的影响，对提升电池的储存、循环性能极其重要。

发明内容

针对现有技术中所存在的不足，本发明的目的在于提供一种锂离子电池用负极粘结剂，以解决现有技术中，现有的粘结剂力学性能不佳以及电化学稳定性不好的问题。

为实现上述目的，本发明采用了如下的技术方案：一种锂离子电池用负极粘结剂，按照重量份数计算包括以下各个组分：100份的卤代苯乙烯、80-110份的1,3-丁二烯、170-220 份的去离子水、0.4-1.5份的乳化剂1、0.4-1.5份的乳化剂2、0.8-3份的引发剂1、20-30份的种子乳液、1-9份的羧酸单体1、0.5-2份的分子量调节剂1以及0.1-2.7份的碱性物质。

优化的，按照重量份数计算，所述种子乳液包括以下各个组分：85-95份的卤代苯乙烯、250-381份的去离子水、2-5份的乳化剂3、2-5份的乳化剂4、0.4-1份的引发剂2、 5-15份的丙烯酸酯单体、0.2-1份的羧酸单体2以及0.5-2份的分子量调节剂2。

优化的，所述乳化剂1和乳化剂3均为阴离子乳化剂，阴离子乳化剂选自烷基硫酸钠、烷基磺酸钠、烷基二苯醚二磺酸钠、烷基酚醚硫酸铵以及烷基酚醚磺基琥珀酸酯钠盐中的至少一种。

优化的，所述乳化剂2和乳化剂4均为反应型乳化剂，反应型乳化剂选自对苯乙烯磺酸钠、2-丙烯酰胺-2,2二甲基乙磺酸钠、烯丙基琥珀酸烷基酯磺酸钠、丙烯酰胺基异丙基磺酸钠以及烷基丙烯酸-2-乙磺酸钠盐中的至少一种。

优化的，所述引发剂1和引发剂2均选自过硫酸钠、过硫酸铵以及过硫酸钾中的至少一种。

优化的，所述丙烯酸酯单体选自丙烯氰、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸正丁酯以及丙烯酸异丁酯中的至少一种。

优化的，所述羧酸单体1和羧酸单体2均选自丙烯酸、甲基丙烯酸、马来酸、富马酸以及衣康酸中的至少一种。