[发明专利]一种硼酸衍生物改性的粘结剂及含有该粘结剂的锂离子电池

说明书

本发明提供了一种硼酸衍生物改性的粘结剂及含有该粘结剂的锂离子电池，所述粘结剂的乳液胶粒的表面带有丰富的硼酸基团(‑B(OH)subgt;2/subgt;)。当应用到电池极片中时，在极片干燥的过程中硼酸基团与分散剂羧甲基纤维素钠中的‑OH或者功能单体中的‑OH可以发生脱水缩合反应，形成三维网络，增加粘结力，大幅提升了极片的剥离强度。所述粘结剂还能明显改善锂离子电池的循环性能，从而延长了锂离子电池的循环寿命；与常规的粘结剂相比，使用本发明的粘结剂的锂离子电池的循环容量保持率更高，且循环后锂离子电池的膨胀率更低，由此能够显著抑制锂离子电池长期使用之后的膨胀率，且使用本发明的粘结剂的锂离子电池低温性能也同时得到明显的改进。

技术领域

本发明涉及一种硼酸衍生物改性的粘结剂及含有该粘结剂的锂离子电池，属于锂离子电池技术领域，具体属于锂离子电池粘结剂技术领域。

背景技术

锂离子电池中的粘结剂作为一种聚合物，既起到活性材料层间的粘结作用，又可以用于活性材料层与极片基材之间的粘结，在电池的制造和性能方面起重要作用，电池的重要组成之一。

目前业内使用最多的乳液型粘结剂有苯乙烯与丁二烯的共聚物形成的SBR乳液、苯乙烯与丙烯酸酯共聚形成的苯丙乳液。这些乳液所形成的胶膜都是不同交联度的弹性体，能起到粘结作用。但是这类乳液中的微粒之间仅存在范德华作用力，没有化学相互作用，所以在使用过程中不能形成有效的三维粘结网络，这样在电池循环过程中，对电池的膨胀抑制能力欠佳。因此，急需开发功能化的乳液型粘结剂，使其在使用过程中能形成有效的三维粘结网络，提高电池的性能。

发明内容

为了解决现有粘结剂的粘结性能差等问题，本发明提供一种硼酸衍生物改性的粘结剂及含有该粘结剂的锂离子电池，所述硼酸衍生物改性的粘结剂的粘结性能较现有的粘结剂有大幅提高，且制备成膜的机械稳定性也有所提升。

本发明是通过如下技术方案实现的：

一种共聚物，所述共聚物为基体单体与式(1)所示共聚单体的共聚物；

式(1)中，R₁选自-C_1-6亚烷基-、-C_6-12亚芳基-、-C(＝O)-O-C_6-12亚芳基-；R₂选自-H、-C_1-6烷基；R₃选自-H、-C_1-6烷基。

根据本发明，所述基体单体选自式(2)和式(3)所示化合物中的至少一种；

H₂C＝CH-R₄ 式(2)

H₂C＝C(CH₃)-R₄ 式(3)

式(2)和式(3)中，R₄选自-C(R₅)＝C(R₅)₂、-C_6-12芳基、-C(＝O)-O-R₆；其中，R₅相同或不同，彼此独立地选自-H、-C_1-6烷基；R₆选自取代或未取代的-C_1-6烷基，取代基选自羟基。

根据本发明，所述式(1)所示共聚单体具体选自如下式(1-1)、式(1-2)、式(1-3)、式(1-4)和式(1-5)所示的化合物中的至少一种：