一种导电粘结剂及包括该导电粘结剂的电池的制作方法

本发明涉及一种导电粘结剂及包括该导电粘结剂的电池，属于电池，具体属于电池正极用粘结剂领域。

背景技术：

1、随着新能源行业的发展，锂离子电池在二次电池领域占据至关重要的位置，其中磷酸铁锂正极因其高的安全性、优异的长循环稳定性及低廉的成本在锂离子电池中被广泛使用。作为锂离子电池中最重要的聚合物材料之一电极粘结剂虽然占比较小，但承担着连接电极活性物质、导电剂与集流体，构成完整导电网络的重要作用，对电池性能有着不可忽视的影响。

2、目前商业上主要使用聚偏氟乙烯(pvdf)作为正极粘结剂，其具有良好的化学稳定性和热稳定性以及优秀的粘结性能，因此被广泛应用于锂离子电池领域。但pvdf对离子和电子绝缘，这限制了电极的电荷传输性能。

3、为了提高电极的电荷传输性能，可以通过使用导电聚合物作为粘结剂，以此来降低电池内阻并增强电池倍率性能。为了使导电聚合物具有较好的加工性以及离子传输性能，通常会在导电聚合物上增加柔性侧链，但柔性侧链的引入会促使导电聚合物在电解液中溶解，从而极大地限制了它们的使用性。因此，需要开发新的导电粘结剂。

技术实现思路

1、为了改善现有技术的导电粘结剂在增强离子和电子的传导性的同时无法有效避免其在电解液中的溶解的问题，本发明提供一种导电粘结剂及包括该导电粘结剂的电池，所述导电粘结剂解决了目前商用正极粘结剂pvdf对离子和电子绝缘，导致制备的电池电荷传输性能差、内阻大和倍率性能差的问题；所述导电粘结剂的使用还提高了该导电粘结剂在电池循环过程中的稳定性，有效避免其在电解液中的溶解。

2、本发明目的是通过如下技术方案实现的：

3、一种导电粘结剂，所述导电粘结剂包括聚合物a和聚合物b；形成所述聚合物a的聚合单体包括苯乙烯磺酸盐、苯乙烯羧酸盐、苯乙烯硼酸盐和苯乙烯磷酸盐中的至少一种；形成所述聚合物b的聚合单体包括取代或未取代的季铵化改性的杂环类化合物；若为取代时，取代基为氢、卤素、烷基、烷氧基、烷硫基、芳烷基、杂环芳烷基、酰基、酰硫基、酯基、胺基、酰胺基、烯基、炔基、羧基或氰基。

4、本发明的有益效果：

5、本发明提供了一种导电粘结剂及包括该导电粘结剂的电池。所述导电粘结剂是将两种带相反电荷的聚合物通过静电相互作用复合在一起的，所述静电相互作用使两种聚合物相容并形成凝聚相，从而保持导电粘结剂的流动和形成涂层的能力。所述导电粘结剂的使用可以增强电池的电荷传输动力学性能，有利于提高电池的电荷传输性能；所述导电粘结剂内部还可以形成强交联，较其他类型的导电粘结剂，所述导电粘结剂具有更好的稳定性，有利于提高电池的循环稳定性和倍率性能。

技术特征：

1.一种导电粘结剂，其中，所述导电粘结剂包括聚合物a和聚合物b；形成所述聚合物a的聚合单体包括苯乙烯磺酸盐、苯乙烯羧酸盐、苯乙烯硼酸盐和苯乙烯磷酸盐中的至少一种；形成所述聚合物b的聚合单体包括取代或未取代的季铵化改性的杂环类化合物；若为取代时，取代基为氢、卤素、烷基、烷氧基、烷硫基、芳烷基、杂环芳烷基、酰基、酰硫基、酯基、胺基、酰胺基、烯基、炔基、羧基或氰基。

2.根据权利要求1所述的导电粘结剂，其中，形成所述聚合物a的聚合单体包括苯乙烯磺酸钠、苯乙烯磺酸锂、苯乙烯磺酸钾、苯乙烯羧酸钠、苯乙烯羧酸锂、苯乙烯羧酸钾、苯乙烯硼酸钠、苯乙烯硼酸锂、苯乙烯硼酸钾、苯乙烯磷酸钠、苯乙烯磷酸锂和苯乙烯磷酸钾中的至少一种。

3.根据权利要求1或2所述的导电粘结剂，其中，形成所述聚合物b的聚合单体中，季铵化改性的基团结构为-(ch2)n-n(ch3)3+，n为1-24之间的整数；

4.根据权利要求1-3任一项所述的导电粘结剂，其中，所述取代或未取代的季铵化改性的杂环类化合物选自具有如下式1、式2和式3所示结构式的化合物中的至少一种：

5.根据权利要求1-4任一项所述的导电粘结剂，其中，所述聚合物b的质量占所述导电粘结剂总质量的10％-90％，优选为45％-55％；和/或，所述聚合物a的质量占所述导电粘结剂总质量的10％-90％，优选为45％-55％。

6.根据权利要求1-5任一项所述的导电粘结剂，其中，所述聚合物a包括式4所示的重复单元；

7.根据权利要求1-6任一项所述的导电粘结剂，其中，所述聚合物a的数均分子量为10kda-500kda；

8.一种正极片，所述正极片包括权利要求1-7任一项所述的导电粘结剂。

9.根据权利要求8所述的正极片，其中，所述导电粘结剂的含量占正极片的活性物质层的总质量的百分含量为0.5wt％-10wt％；

10.一种电池，所述电池包括权利要求1-7任一项所述的导电粘结剂；或者，所述电池包括权利要求8或9所述的正极片。

技术总结本发明提供了一种导电粘结剂及包括该导电粘结剂的电池。所述导电粘结剂是将两种带相反电荷的聚合物通过静电相互作用复合在一起的，所述静电相互作用使两种聚合物相容并形成凝聚相，从而保持导电粘结剂的流动和形成涂层的能力。所述导电粘结剂的使用可以增强电池的电荷传输动力学性能，有利于提高电池的电荷传输性能；所述导电粘结剂内部还可以形成强交联，较其他类型的导电粘结剂，所述导电粘结剂具有更好的稳定性，有利于提高电池的循环稳定性和倍率性能。技术研发人员：叶建鑫,储霖受保护的技术使用者：浙江冠宇电池有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/15