一种磷酸铁锂极片水性粘结剂及其制备方法与流程

本发明涉及磷酸铁锂极片粘接剂，具体的说，是一种磷酸铁锂极片水性粘结剂及其制备方法。

背景技术：

1、传统油性粘接剂（pvdf:nmp），主要以成本高、价格昂贵，几乎全部依赖进口，再加之nmp本身具有一定的毒性、不环保，在生产操作过程中对人身体有一定的伤害，而且对磷酸铁锂与铝箔的粘接效果不够理想。

2、现有技术中对于粘接剂的改进有很多，例如中国专利cn114520329a，公开了一种粘接剂及其制备方法和浆料，所述粘接剂为核壳型聚合物颗粒，所述核壳型聚合物颗粒包括：内核和包含至少一层共聚物层的外壳，所述内核和外壳各自由单体混合物聚合形成，其中，所述内核和外壳的至少一者上具有孔洞。本申请通过在核壳型聚合物颗粒的内核和/或外壳形成孔洞，使得该核壳型聚合物颗粒具有锂离子传输通道，能够降低锂离子的传输阻力，提高锂离子在电极以及电极与电解液界面之间的迁移速率，从而改善电池的低温输出特性和循环特性。

3、但是现有技术中依旧存在一些问题，如大部分粘接剂都需要采用有机溶剂作为分散介质。并且大量的核壳结构都是软核搭配硬壳的结构，这样不利于提高粘结性。而现有技术中利用硬壳结构的原因则在于避免粘接剂被电解液腐蚀，而造成开裂。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种磷酸铁锂极片水性粘结剂及其制备方法，以实现核壳乳液聚合可达到优良的抗氧化性、耐电解液的侵蚀，其机械稳定性优异，可用于强力水相研磨的目的。

2、为了实现上述目的，本发明采用以下技术手段：

3、一种磷酸铁锂极片水性粘结剂，由硬核料、软壳料、交联剂、辅助成壳乳液组成；

4、所述硬核料包括甲基丙烯腈、甲基丙烯酰胺、甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯；

5、所述软壳料包括羟乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸、甲基丙烯酸；

6、所述辅助成壳乳液具有乙烯基团和磺酸盐基团，用于增加粘接剂的耐蚀性。

7、作为优选的，所述辅助成壳乳液由以下方式进行制备：

8、以间苯二酸、马来酸、富马酸、衣康酸、乙二醇、丙二醇、丁二醇为原料，利用焦亚硫酸钠作为反应剂，在原料的双键进行磺化处理，得到混合的水性聚酯单体；

9、再利用苯二甲酸、间苯二甲酸、所述水性聚酯单体、二甘醇、乙二醇、聚乙二醇、三羟甲基硅烷通过酯交换反应，经过缩合聚合后得到固体水性聚酯；

10、将固体水性聚酯加入到纯水中搅拌升温至85~90℃，降温至室温即得所述辅助成壳乳液。

11、进一步的，所述交联剂为n-羟甲基丙烯酰胺、nn二甲基双丙烯酰胺、双丙酮丙烯酰胺中的一种。

12、更进一步的，按重量份计，所述硬核料包括所述甲基丙烯腈8~12份、所述甲基丙烯酰胺15~20份、所述甲基丙烯酸甲酯5~8份、所述苯乙烯5~8；

13、所述软壳料包括所述羟乙酯10~12份、所述丙烯酸丁酯15~20份、所述丙烯酸8~12份、所述甲基丙烯酸8~12份。

14、再者，一种前述的一种磷酸铁锂极片水性粘结剂制备方法，包括：

15、a.核预乳液的制备：将纯水、乳化剂加入反应釜中，在常温状态下将所述硬核料加入至反应釜中，搅拌30~40分钟后，制得核预乳液；

16、b.壳预乳液的制备：将纯水、乳化剂、辅助成壳乳液、偶氮系引发剂加入到反应釜中，在常温状态下加入所述软壳料以及所述交联剂，搅拌30-40分钟后制得壳预乳液；

17、c.聚合物制备：将纯水加入到反应釜中，在搅拌状态下加入所述核预乳液的一半，并加入引发剂，反应完成后，加入剩余核预乳液后紧接滴加壳预乳液，同时滴加引发剂，所述壳预乳液先于所述引发剂滴加完毕，最终反应完成后，调节ph得到成品粘接剂。

18、进一步的，所述步骤c中，引发剂为过氧化物引发剂。

19、本发明在使用的过程中，具有以下有益效果：

20、对于本申请来说，全部采用水乳聚合，达到安全无毒，对生态环境友好的同时对操作工人身体无危害，且对磷酸铁锂与铝箔的粘接效果比较理想。

21、可达到优良的抗氧化性、耐电解液的侵蚀，其机械稳定性优异，可用于强力水相研磨。在锂离子电池电场负极还原环境和正极氧化环境中均能保持稳定，无任何副反应。储存稳定性优异、ø 2mm的不锈钢棒卷绕，极片无裂纹等诸多优点。

22、并且利用软壳结构，能够有效的提高粘接剂的粘性。

技术特征：

1.一种磷酸铁锂极片水性粘结剂，其特征在于，由硬核料、软壳料、交联剂、辅助成壳乳液组成；

2.根据权利要求1所述的一种磷酸铁锂极片水性粘结剂，其特征在于，所述辅助成壳乳液由以下方式进行制备：

3.根据权利要求1所述的一种磷酸铁锂极片水性粘结剂，其特征在于，所述交联剂为n-羟甲基丙烯酰胺、nn二甲基双丙烯酰胺、双丙酮丙烯酰胺中的一种。

4.根据权利要求1所述的一种磷酸铁锂极片水性粘结剂，其特征在于，按重量份计，所述硬核料包括所述甲基丙烯腈8~12份、所述甲基丙烯酰胺15~20份、所述甲基丙烯酸甲酯5~8份、所述苯乙烯5~8；

5.一种权利要求1至4任意一项所述的一种磷酸铁锂极片水性粘结剂制备方法，其特征在于，包括：

6.根据权利要求5所述的一种磷酸铁锂极片水性粘结剂制备方法，其特征在于：所述步骤c中，引发剂为过氧化物引发剂。

技术总结本发明公开了一种磷酸铁锂极片水性粘结剂及其制备方法，涉及磷酸铁锂极片粘接剂技术领域。本发明包括一种磷酸铁锂极片水性粘结剂，由硬核料、软壳料、交联剂、辅助成壳乳液组成；所述硬核料包括甲基丙烯腈、甲基丙烯酰胺、甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯；所述软壳料包括羟乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸、甲基丙烯酸；所述辅助成壳乳液具有乙烯基团和磺酸盐基团，用于增加粘接剂的耐蚀性；以及其制备方法，以实现核壳乳液聚合可达到优良的抗氧化性、耐电解液的侵蚀，其机械稳定性优异，可用于强力水相研磨的目的。技术研发人员：杨建,杨文佳,李雨轩受保护的技术使用者：四川宏扬高分子科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/15