[发明专利]一种锂离子电池用粘结剂及其应用

说明书

本发明公开了一种锂离子电池用粘结剂，所述粘结剂为丙烯酸类单体、乙烯基磺酸类单体形成的共聚物；所述共聚物中还含有金属元素，所述金属元素与磺酸基团结合成对应的盐；所述金属元素为第二主族金属元素以及过渡金属元素中比硅原子半径大的一种或多种金属元素；所述金属元素的加入量占乙烯基磺酸类单体的10ppm~3000ppm。本发明通过丙烯酸以及对苯乙烯磺酸进行无规共聚，利用在聚丙烯酸PAA链上引入多种基团能够显著改善负极粘结剂制作出的极片柔性差、易开裂、缩孔、分散性差、在电解液中溶胀较大的问题。

技术领域

本发明涉及二次电池技术领域，具体涉及一种锂离子电池用粘结剂及其应用。

背景技术

锂离子电池因为其较高的能量密度以及良好的循环性能，成为当下最受追捧的二次电池。粘结剂是电池重要的功能性辅料之一，本身不提供容量且占比小，却对电池的各方面性能起着较大影响。因此，提供更高性能的粘结剂有助于提高电池性能。

目前，商用于负极的粘结剂较多采用的丙烯酸、丙烯腈、丙烯酸酯等单体聚合形成的聚合物以及苯丙乳液、丁苯乳液等。例如聚丙烯酸具有弹性好以及模量高的特点，作为水溶性聚合物更是具有很好的环境友好性，但是用其制作出的极片柔性差、易开裂、缩孔。丁苯乳液(SBR)其粘结强度高以及导电性较好，也具有水溶性的特点，但是其分散性差、在电解液中溶胀较大。

发明内容

针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的在于提供一种锂离子电池用粘结剂及其应用，以解决现有技术中负极粘结剂制作出的极片柔性差、易开裂、缩孔、分散性差、在电解液中溶胀较大的问题。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种锂离子电池用粘结剂，所述粘结剂为丙烯酸类单体、乙烯基磺酸类单体形成的共聚物；所述共聚物中还含有金属元素，所述金属元素与磺酸基团结合成对应的盐；所述金属元素为第二主族金属元素以及过渡金属元素中比硅原子半径大的一种或多种金属元素；所述金属元素的加入量占乙烯基磺酸类单体的10ppm～3000ppm。

优选地，所述丙烯酸类单体包括丙烯酸、丙烯酸酯、甲基丙烯酸中的一种或多种。

优选地，所述乙烯基磺酸类单体包括苯乙烯磺酸、乙烯基磺酸中的一种或多种。

优选地，所述金属元素的质量占乙烯基磺酸类单体质量的50ppm～1000ppm。

优选地，所述共聚物的分子量为100000～800000。

优选地，所述金属元素为钙或镁中的至少一种。

优选地，所述丙烯酸类单体的质量占单体总质量的95～99％。

优选地，所述乙烯基磺酸类单体的质量占单体总质量的1～5％。

本发明提供一种锂离子电池负极极片，包括集流体和涂布于集流体上的涂层，所述涂层中包括如上述的粘接剂。

本发明提供一种锂离子电池，包括正极极片、隔膜和电解液，还包括上述锂离子电池负极极片。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：