一种锂电池电芯正极胶及其制备方法与流程

本发明属于电芯正极胶，具体地，涉及一种锂电池电芯正极胶及其制备方法。

背景技术：

1、锂离子电池通常由正极、负极、隔膜和电解液等装配而成，电池的电化学性能与每个部分息息相关，尤其正极和负极对锂离子电池的电化学性能具有决定性的影响。粘结剂是制备正极和负极所不可或缺的辅助性材料，其能够将电极活性物质和导电剂粘附在集流体上，使它们之间具有整体的连接性，从而减小电极的阻抗，更好地稳定电极片结构。目前常用于正极的粘结剂为高分子材料，主要包括聚四氟乙烯(pfa)、聚四氟乙烯(ptfe)和聚偏氟乙烯(pvdf)等，该类粘结剂具有良好的抗氧化性、耐化学腐蚀性和耐高温性，能够满足正极和电池的基本性能要求。

2、行业内普遍使用的正极黏结剂聚偏氟乙烯(pvdf)，具有良好的电化学稳定性，不溶于电解液，并提供足够的黏结强度，但是pvdf耐碱性能较差，分子链中含有未被氟取代的β碳，在氟原子的强吸电子诱导效应下，β碳上的氢带有正电性，在碱或亲核试剂的作用下可发生脱除氟化氢的e2消除反应，反应另一产物为水，而水是pvdf的非溶剂，此外，pvdf在脱除hf后生成的双键使pvdf分子链间发生交联反应形成凝胶，pvdf的链规整度很高，很容易发生连续脱hf反应，因此在配制电芯正极胶的过程中，应选择耐碱腐蚀相对较高的pvdf。

技术实现思路

1、为了解决背景技术中提到的技术问题，本发明的目的在于提供一种锂电池电芯正极胶及其制备方法。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

3、一种锂电池电芯正极胶，按照重量份数计包括：

4、10-20份pvdf、400-500份n-甲基吡咯烷酮、3-4份1-乙烯基-3-乙基咪唑四氟硼酸盐、4-6份乙烯基三丁酮肟基硅烷和0.05-0.5份丙烯酸锂。

5、优选地，所述pvdf的制备方法包括以下步骤：

6、s1：在5l聚合釜内加入2.5l超纯水和100ml质量分数为1％的羟丙基甲基纤维素水溶液，合釜，真空置换；

7、s2：加入1200g-1500g偏氟乙烯，升温后使用计量泵加入1.2g共聚单体和3g-7.5g引发剂，开始聚合，聚合过程中按时间均匀加入1.8g-20.9g共聚单体；

8、s3：待釜内压力降至3mpa出料，收集中间体1悬浊液；

9、s4：通过高温超纯水洗涤1-2次，常温超纯水洗涤2-4次，洗涤时间每次一小时，经脱水，烘箱烘干后得pvdf；

10、优选地，所述真空置换次数为3-5次。

11、优选地，所述s2中升温至20℃-40℃。

12、优选地，所述s4中高温超纯水的温度为60℃-80℃。

13、优选地，所述共聚单体为丙烯酸。

14、优选地，所述引发剂为过氧化二碳酸二异丙酯。

15、优选地，所述锂电池电芯正极胶的制备方法，在1l带盖试剂瓶中加入n-甲基吡咯烷酮，接着加入pvdf、1-乙烯基-3-乙基咪唑四氟硼酸盐和乙烯基三丁酮肟基硅烷使用恒温油浴震荡器，50℃溶解24h以上，随后加入丙烯酸锂，搅拌均匀，熟化30h-40h，静置脱泡，随后利用紫外辐照接枝进行反应，得到锂电池电芯正极胶。

16、优选地，所述紫外辐照接枝的辐照源为高压汞灯，高压汞灯功率为700w，辐照距离为45cm-50cm，辐照时间为30min-50min。

17、本发明的有益效果：

18、本发明提供了一种锂电池电芯正极胶，使用含有特定基团的共聚单体对pvdf进行共聚改性有利于提高pvdf的耐碱腐蚀性，丙烯酸共聚单体中的羧基功能团提供更多的极性位点，使得pvdf分子链上的极性增加，这种增加的极性用于改善pvdf与碱性物质之间的相互作用，从而提高耐碱性，丙烯酸共聚单体中的羧基功能团可以与pvdf分子链中的羟基或氟基发生化学反应，形成交联结构，这种交联结构可以增强pvdf材料的稳定性和耐化学腐蚀性能，丙烯酸共聚单体的引入导致pvdf共聚物的结构调整，增加分子链的分支或改变其排列方式，从而改善其对碱性物质的抵抗能力，并且扩展了pvdf聚合物的骨架，增加材料的稠密性和致密性，使得碱性物质更难渗透到材料内部，从而提高耐碱性。

技术特征：

1.一种锂电池电芯正极胶，其特征在于，按照重量份数计包括：

2.根据权利要求1所述的锂电池电芯正极胶，其特征在于，所述pvdf的制备方法包括以下步骤：

3.根据权利要求2所述的锂电池电芯正极胶，其特征在于，所述真空置换次数为3-5次。

4.根据权利要求2所述的锂电池电芯正极胶，其特征在于，所述s2中升温至20℃-40℃。

5.根据权利要求2所述的锂电池电芯正极胶，其特征在于，所述s4中高温超纯水的温度为60℃-80℃。

6.根据权利要求2所述的锂电池电芯正极胶，其特征在于，所述共聚单体为丙烯酸。

7.根据权利要求6所述的锂电池电芯正极胶，其特征在于，所述引发剂为过氧化二碳酸二异丙酯。

8.根据权利要求1所述的锂电池电芯正极胶的制备方法，其特征在于，在1l带盖试剂瓶中加入n-甲基吡咯烷酮，接着加入pvdf、1-乙烯基-3-乙基咪唑四氟硼酸盐和乙烯基三丁酮肟基硅烷使用恒温油浴震荡器，50℃溶解24h以上，随后加入丙烯酸锂，搅拌均匀，熟化30h-40h，静置脱泡，随后利用紫外辐照接枝进行反应，得到锂电池电芯正极胶。

9.根据权利要求8所述的锂电池电芯正极胶的制备方法，其特征在于，所述紫外辐照接枝的辐照源为高压汞灯，高压汞灯功率为700w，辐照距离为45cm-50cm，辐照时间为30min-50min。

技术总结本发明公开了一种锂电池电芯正极胶及其制备方法，属于电芯正极胶技术领域，按照重量份数计包括：10‑20份PVDF、400‑500份N‑甲基吡咯烷酮、3‑4份1‑乙烯基‑3‑乙基咪唑四氟硼酸盐、4‑6份乙烯基三丁酮肟基硅烷和0.05‑0.5份丙烯酸锂；本发明提供了一种锂电池电芯正极胶，使用含有特定基团的共聚单体对PVDF进行共聚改性有利于提高PVDF的耐碱腐蚀性，丙烯酸共聚单体中的羧基功能团提供更多的极性位点，使得PVDF分子链上的极性增加，这种增加的极性用于改善PVDF与碱性物质之间的相互作用，从而提高耐碱性。技术研发人员：谢华蓉,田文亮,黄鹤受保护的技术使用者：苏州市青崧新材料有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/9