一种电池电极粘接剂

本发明涉及电池制备，具体为一种电池电极粘接剂。

背景技术：

1、伴随着社会经济飞速发展，能源作为最基本的动力源得到了更加广泛的应用与需求，而动力电池则是其中的一个关键研发部分，近年来，在电子设备中常用的动力电池是可通过充电而反复使用的锂离子二次电池、镍氢二次电池、镍镉二次电池等二次电池，电极是这些电池的重要元件之一，其性能直接决定电池效率及循环使用寿命，电池电极主要由电极活性材料、导电剂、粘结剂及金属集流体组成；其中粘结剂用于粘结电极活性材料和导电剂颗粒，同时将它们粘结在金属集流体表面，它的功能是保障活性物质与导电剂、活性物质与集流体以及活性物质与活性物质之间的良好接触，以及保障整个电极在充放电循环过程中保持结构稳定性，从而保障电池使用过程中良好的电子通路和稳定的电性能，通过粘结剂来保持活性物质、导电添加剂和集流体间的接触完整性，减少主材在充放电循环过程中体积变化引起的裂化和粉碎，是目前应对高容量的正负极材料伴生的剧烈的体积变化的最简单的方法之一。

2、传统体系的uv胶粘接力很差、吸水率高、耐水煮性差，无法在长期高温高湿的环境下保持良好的剥离力和气密性，pvdf的粘结剂容易在电解液中发生溶胀而不能很好的保持合金颗粒之间的电接触，导致电极失效，循环容量急剧下降，sbr、cmc的混合水溶液则存在降低电池容量的缺陷，经高温热压后与气体扩散层的粘接性也有限，在实际生产中易发生移位等问题，导致产品良品率降低。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明提供了一种电池电极粘接剂，解决了无法在长期高温高湿的环境下保持良好的剥离力和气密性的问题。

2、为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种电池电极粘接剂，其原料包括：水溶性树脂、丙烯酸酯单体、改性丙烯酸酯树脂、聚合单体、有机溶剂、溶剂、硅烷偶联剂、聚酰胺酸、引发剂和还原剂；

3、所述聚合单体为偏二氟乙烯或偏二氟乙烯与共聚单体组成的复合单体；

4、所述聚酰胺酸是由二酐单体与二胺单体缩聚后得到；

5、所述丙烯酸酯单体选自单官能团丙烯酸酯、双官能团丙烯酸酯、多官能团丙烯酸酯的一种或多种。

6、优选的，所述共聚单体为四氟乙烯、氟乙烯、六氟丙烯、三氟氯乙烯、全氟正丙基乙烯基醚、全氟甲基乙烯基醚中的一种或多种，所述改性丙烯酸酯树脂包括疏水聚氨酯丙烯酸酯、有机硅改性丙烯酸酯、聚丁二烯改性丙烯酸酯中的一种或多种。

7、优选的，所述水溶性树脂为乙烯醇系聚合物，乙烯醇系聚合物的粘均聚合度为200-5,000，皂化度为35-99.99摩尔％，水溶性树脂粉体中，粒径100-1,000μm的颗粒的含有率为50质量％以上。

8、优选的，所述单官能团丙烯酸酯选自丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸异冰片酯、丙烯酸四氢呋喃酯、环三羟甲基丙烷甲缩醛丙烯酸酯、2-苯氧乙基丙烯酸酯、4-叔丁基环已基丙烯酸酯、苄基丙烯酸脂、3，3，5-三甲基环己烷丙烯酸酯中的一种或者多种，所述双官能团丙烯酸酯选自1.6-己二醇二丙烯酸酯、二丙二醇二丙烯酸酯、戊二醇二丙烯酸醋、三环葵烷二甲醇二丙烯酸酯中的一种或者多种，所述多官能团丙烯酸酯选自三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、丙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、季戊四醇三烯丙基醚、三(2-羟乙基)异氰尿酸三丙烯酸酯、二季戊六醇五丙烯酸酯中的一种或者多种。

9、优选的，所述有机溶剂是极性非质子溶剂，极性非质子溶剂是n，n-二甲基甲酰胺、n，n-二甲基乙酰胺、n-甲基吡咯烷酮、二甲基亚砜或四氢呋喃中的一种，所述溶剂呈碱性且可溶解聚偏氟乙烯，所述溶剂选自以下一种或多种：n,n-二甲基甲酰胺(dmf)、n-甲基吡咯烷酮(nmp)、二甲基乙酰胺(dmac)、四氢呋喃(thf)、二甲基亚砜(dmso)，优选为n,n-二甲基甲酰胺(dmf)、n-甲基吡咯烷酮(nmp)、四氢呋喃(thf)。

10、优选的，所述引发剂为过氧化二碳酸二异丙酯、过氧化二碳酸二正丙酯、二叔丁基过氧化物、过氧化(2-乙基己酸)戊酸正丁酯、叔丁基过氧化苯甲酸酯、过硫酸钾、过硫酸钠或过硫酸铵中的一种或多种，所述还原剂为亚硫酸盐、次氯酸盐、亚铁盐、双氧水中的一种或多种。

11、优选的，所述硅烷偶联剂选自乙烯基三甲氧硅烷、乙烯基三乙氧氧硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、n-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲(乙)氧基硅烷中的一种或者多种，所述硅烷偶联剂选自γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷。

12、优选的，所述二胺单体还包括其他芳香族的二胺，其他芳香族的二胺是4，4'-二氨基二苯醚、3，4'-二氨基二苯醚、4，4'-二氨基二苯基甲烷、4，4'-二氨基二苯砜、4，4'-二氨基二苯硫醚、4，4'-二氨基二苯甲酮或2，2'-双(三氟甲基)-4，4'-二氨基联苯中的一种，所述二酐单体是3，3'，4，4'-联苯四甲酸二酐、3，3'，4，4'-二苯甲酮四甲酸二酐或3，3'，4，4'-二苯醚四甲酸二酐中的一种。

13、优选的，所述其原料按重量比包括：水溶性树脂15-35份、丙烯酸酯单体10-20份、改性丙烯酸酯树脂10-20份、聚合单体5-15份、有机溶剂20-50份、溶剂8-16份、硅烷偶联剂5-20份、聚酰胺酸10-20份、引发剂4-10份和还原剂4-10份。

14、优选的，所述一种电池电极粘接剂的制备方法具体包括以下步骤：

15、s1、混合物a的制备：将适量的丙烯酸酯单体、水溶性树脂和改性丙烯酸酯树脂加到带加热和可以抽真空的动力混合机的釜内，加热将固体进行溶解，在温度为120℃-170℃条件下，混合3-5小时，得到混合物a；

16、s2、混合物b的制备：将适量的聚合单体和聚酰胺酸加入30l真空搅拌机搅拌，搅拌30分钟后抽真空1小时后过滤，过滤采用150-200目滤网直接过滤到容器中或装有30-40um滤袋的过滤器过滤，得到混合物b；

17、s3、粘接剂的制备：将混合物a和混合物b溶解于有机溶剂中，加热至70℃-90℃，混合搅拌1-2小时，然后进行超声分散处理，超声分散处理的条件为：于200-800kw的功率下超声分散3-5h，然后加入适量的溶剂、硅烷偶联剂、引发剂和还原剂，在600-900r/min的搅拌速度下搅拌4-8h，温度控制在90℃-120℃，得到粘接剂。

18、有益效果

19、本发明提供了一种电池电极粘接剂。与现有技术相比具备以下有益效果：该电池电极粘接剂，通过应用改性丙烯酸树脂，大大改善了丙烯酸酯胶黏剂的耐水煮性能，适用粘接燃料电池膜电极，粘结剂与主材进行相互作用，增加了主材表面的浸润性，从而避免出现颗粒团聚、浆料沉降等问题，将所述粘结剂添加到电极浆料中，并对电极片进行薄涂布时能保证锂离子电池的电池能量密度高，同时改善电池充电速度和安全性能，能够长期在高温高湿环境下保持良好的剥离力和气密性，并且实现批量自动化生产，以丙烯酸酯单体作为稀释剂，采用水溶性树脂作为主体树脂，与传统无离子活性的pvdf粘接剂相比，具有离子传导能力，可以改善电池和电解质的界面接触，提高电极活性材料的利用率，有效解决了传统含氟聚合物粘接剂的无离子传输活性的问题，有利于制备高能量密度和功率密度的电极，并且制备方法简单，可批量化生产。