[发明专利]一种锂离子电池用高交联度环保型水性树脂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种锂离子电池用高交联度环保型水性树脂及其制备方法，先向聚合釜中加入软水、乳化剂，抽真空，加入混合单体，加热至70～80℃，加入引发剂，保温反应；滴加混合单体、引发剂、链转移剂，加热至80～95℃，聚合反应，后处理，即得所述的水性树脂；其中，混合单体包括主要单体和辅助单体两部分，主要单体为丁二烯和苯乙烯，辅助单体为乙烯基不饱和羧酸、乙烯基不饱和酰胺、乙烯基不饱和腈类单体或乙烯基不饱和交联单体中的任一种或多种。本发明所得水性树脂的固含量高，粘度高，有效提升了负极极片的剥离强度，所制锂电子电池的循环性能佳。

技术领域

本发明涉及一种水性树脂，具体涉及一种锂离子电池用高交联度环保型水性树脂及其制备方法。属于锂离子电池制备技术领域。

背景技术

随着汽车行业的发展，石油、天然气等不可再生石化燃料的耗竭趋势日益受到广泛关注，石化燃料的使用导致的空气污染和室温效应也正成为全球性问题。

近年来，电动汽车已经成为汽车工业发展的重要方向，电动汽车用锂离子电池的发展成为我国汽车工业发展的核心和关键瓶颈问题，因此，大力发展绿色、环保、低碳的锂离子电池和电池所需要的关键材料是至关重要的。

锂离子电池的关键材料包括正极、负极、电解液、隔膜及正负极材料粘接剂。目前，在规模化生产中以羧基丁苯胶乳作粘接剂的水系体系已成为各国内外电池负极材料普遍接受的最好的粘接材料组成。传统锂电池负极用羧基丁苯胶乳为提高粘结性能，通常采用核壳乳液聚合工艺，生产工艺复杂，产品性能不稳定。

发明内容

本发明的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种锂离子电池用高交联度环保型水性树脂及其制备方法，固含量高，粘度高，提高负极极片的剥离强度，锂电子电池的循环性能佳。

为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种锂离子电池用高交联度环保型水性树脂的制备方法，以重量份计，具体步骤如下：

（1）先向聚合釜中加入150～160份软水、1.1～2.1份乳化剂，抽真空，加入35～45份混合单体，加热至70～80℃，加入1～2份引发剂，保温反应0.5～2小时；

（2）滴加55～65份混合单体、1～2份引发剂、0.1～1份链转移剂，加热至80～95℃，聚合反应6～8小时，后处理，即得所述的水性树脂；

其中，混合单体包括主要单体和辅助单体两部分，主要单体为丁二烯和苯乙烯，辅助单体为乙烯基不饱和羧酸、乙烯基不饱和酰胺、乙烯基不饱和腈类单体或乙烯基不饱和交联单体中的任一种或多种；主要单体与辅助单体的质量比为75～95：11.2～14.5。

优选的，所述乙烯基不饱和羧酸选自丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸或马来酸酐中的任一种或多种；乙烯基不饱和酰胺选自丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、二甲基丙烯酰胺、羟甲基丙烯酰胺或甲基羟甲基丙烯酰胺中的任一种或多种；乙烯基不饱和腈类单体为丙烯腈；乙烯基不饱和交联单体为1-十八（碳）烯。

优选的，乳化剂是由阴离子乳化剂和非离子乳化剂按照质量比为0.8～2.1：0.1～0.3混合均匀而得，其中，所述阴离子乳化剂选自烷基酚硫酸盐、烷基酚琥珀酸盐或烷基酚磺酸盐中的任一种或多种，所述非离子乳化剂选自烷基酚聚氧乙烯醚或脂肪醇聚氧乙烯醚。

优选的，所述引发剂为过硫酸铵或过硫酸钾，所述链转移剂为脂肪族硫醇或十二烷基硫醇。

优选的，步骤（2）中，后处理包括：氧化还原，汽提，调节pH=6～9。

优选的，步骤（2）中还加入5～7份乙烯基三（β-甲氧基乙氧基）硅烷改性空心二氧化硅纳米粒子、0.2～0.3份1-烯丙基-3-丁基咪唑双（三氟甲烷磺酰）亚胺盐。