粘结剂组合物、浆料组合物、电极和二次电池的制作方法

本申请涉及新能源，具体涉及一种二次电池电极用粘结剂组合物、二次电池电极用浆料组合物、二次电池用电极以及二次电池。

背景技术：

1、粘结剂是二次电池极片重要的组成材料之一，是将电极片中活性物质和导电剂粘附在电极集流体上的高分子化合物，具有增强活性材料、导电剂和集流体间接触性以及稳定极片结构的作用，是锂离子电池材料中技术含量较高的附加材料。研究表明，虽然粘结剂在电极片中用量较少，但粘结剂性能的优劣直接影响电池的容量、寿命及性。

2、最早被商业化的锂离子电池用粘结剂如聚偏氟乙烯，存在以下缺点：a：电子和离子电导性差；b：易被电解液溶胀，导致活性物质在集流体上附着性变差；c：机械性能与弹性不理想；d：容易和金属锂形成碳化锂，影响电池的使用寿命和性能；e：储存及使用时对环境的湿度要求高。

3、随着锂离子电池产业的不断发展，对粘结剂的性能要求也在不断提高。新型结构的锂离子电池需要粘结剂具有优异的力学性能。动力型锂离子电池由于其放电功率大，需要粘结剂在具有良好粘结性的同时还应具有较好的电子和离子电导性。高能量密度型的锂离子电池会使用高比容量的正负极活性物质，而这些材料在脱嵌锂的过程中体积变化大，为了维持电极结构的稳定性，则需要粘结剂具有良好的弹性来缓冲上述体积效应。

技术实现思路

1、发明要解决的问题

2、在上述现有的粘结剂组合物中，难以使电极的厚度和密度两者兼顾。因此，有时不能使具有使用该粘结剂组合物所制造的电极的二次电池充分地发挥优异的电池特性。

3、因此，本发明的目的在于提供能够形成均质且稳定性良好的电极用浆料，且能够确保电极的密度和厚度均匀，使二次电池发挥优异的高电位循环和低温输出特性的二次电池电极用粘结剂组合物和二次电池电极用浆料组合物。

4、此外，本发明的目的在于提供厚度和密度两者兼顾的二次电池用电极以及具有该二次电池用电极的二次电池。

5、用于解决问题的方案

6、本发明人为了解决上述全部或部分技术问题，进行了深入研究。然后，本发明人发现，通过使用包含聚合物和咪唑离子液体的粘结剂组合物能够形成均质且稳定性良好的电极用浆料，且能够确保电极的密度和厚度均匀，使二次电池发挥优异的高电位循环和低温输出特性的二次电池电极用粘结剂组合物和二次电池电极用浆料组合物，完成了本申请。

7、即，本申请以有利地解决上述技术问题为目的，本申请的二次电池电极用粘结剂组合物的特征在于，其包含聚合物和咪唑离子液体，相对于聚合物100质量份，咪唑离子液体的含量为10～30质量份。如果以这样的方式，咪唑离子液体能够抑制聚合物在n-甲基吡咯烷酮(nmp)中的凝胶，则能够制备稳定性优异的浆料组合物。此外，如果使用包含该粘结剂组合物的浆料组合物，则能够形成密度和厚度均匀的电极。

8、此外，本申请以有利地解决上述技术问题为目的，本申请的二次电池用电极的特征在于，具有使用上述的二次电池电极用浆料组合物而形成的电极复合材料层。像这样具有使用上述浆料组合物而得到的密度和厚度均匀的电极，能够使二次电池发挥优异的高电位循环和低温输出特性。

9、而且，本申请以有利地解决上述技术问题为目的，本申请的二次电池用正极的特征在于，具有使用二次电池电极用浆料组合物而形成的正极复合材料层，上述正极复合材料层的密度为2.2g/cm3以上。像这样具有使用上述浆料组合物且密度为2.5g/cm3以上的正极复合材料层的正极，能够形成密度和厚度均匀的电极，从而能够使该二次电池发挥优异的高电位循环和低温输出特性。

10、另外，在本申请中，电极复合材料层的“密度”能够使用每单位面积的电极复合材料层的质量和厚度而算出。

11、此外，本申请以有利地解决上述技术问题为目的，本申请的二次电池的特征在于，其具有上述的二次电池用电极或上述的二次电池用正极。像这样具有上述电极中任一种的二次电池具有优异的高电位循环和低温输出特性。

12、进而，本申请以有利地解决上述技术问题为目的，本申请的二次电池用电极的制造方法的特征在于，其包含以下工序：将上述二次电池电极用浆料组合物涂敷在集流体上的工序，将涂敷于上述集流体上的上述二次电池电极用浆料组合物进行干燥、在上述集流体上形成压制前电极复合材料层的工序，将上述压制前电极复合材料层进行压制、得到压制后电极复合材料层的工序，将上述压制前电极复合层进行压制的温度为20℃以上且40℃以下。如果采用使用了上述浆料组合物的上述步骤，则能够良好地制造耐弯曲性优异的电极，且能够良好地确保制作二次电池时的电解液注液性，从而能够使该二次电池发挥优异的高电位循环和低温输出特性。

13、技术效果

14、根据本申请，能够提供一种二次电池电极用粘结剂组合物，其能够确保二次电池电极用浆料组合物优异的稳定性，其能够形成密度和厚度均匀的电极，使二次电池发挥优异的高电位循环和低温输出特性。

15、此外，根据本申请，能够提供一种二次电池电极用浆料组合物，其稳定性优异，其能够形成密度和厚度均匀的电极，使二次电池发挥优异的高电位循环和低温输出特性。

16、进而，根据本申请，能够提供一种二次电池电极用粘结剂组合物、浆料组合物在制备二次电池用电极或二次电池中的应用，能够形成密度和厚度均匀的电极，使二次电池发挥优异的高电位循环和低温输出特性。

17、进而，根据本申请，能够提供一种二次电池用电极及其制造方法，该二次电池用电极密度和厚度均匀，并且能够使二次电池发挥优异的高电位循环和低温输出特性。

18、而且，根据本申请，能够提供具有优异高电位循环和低温输出特性的二次电池。

技术特征：

1.一种二次电池电极用粘结剂组合物，其特征在于：包含作为粘结材料的聚合物和咪唑离子液体，所述咪唑离子液体的含量为所述聚合物的5～40wt％。

2.根据权利要求1所述的二次电池电极用粘结剂组合物，其特征在于：所述咪唑离子液体的含量为5～35wt％，优选为8～30wt％，更优选为10～25wt％。

3.根据权利要求1或2所述的二次电池电极用粘结剂组合物，其特征在于：所述咪唑离子液体包括阳离子m和式1所示的阴离子，

4.根据权利要求3所述的二次电池电极用粘结剂组合物，其特征在于：rf选自cf2h、cf2cl、c2f5、cf2cf2h、c3f7、c4f9、cf2och3、cf2oc2h5、cf2oc2h4och3、cf2oc2h4oc2h5、cf2och2ocf3、cf(cf3)och3、cf(cf3)oc2h5、cf(cf3)oc2h4och3、cf(cf3)oc2h4oc2h5或cf(cf3)och2cf3；

5.根据权利要求3或4所述的二次电池电极用粘结剂组合物，其特征在于：所述咪唑离子液体选自式1-1～1-8所示化合物中的至少一种：

6.根据权利要求1所述的二次电池电极用粘结剂组合物，其特征在于：所述的聚合物含有丙烯酸酯单体单元、芳香族乙烯基单体单元或含腈基单体单元中的一种或多种；

7.根据权利要求1或6所述的二次电池电极用粘结剂组合物，其特征在于：所述聚合物包括聚甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯丁二烯橡胶、聚丙烯腈、聚偏氟乙烯、聚偏二氟乙烯-共-六氟丙烯、聚偏二氟乙烯-共-三氯乙烯、氢化丁腈橡胶中的一种或多种。

8.根据权利要求1所述的二次电池电极用粘结剂组合物，其特征在于：所述粘结剂组合物还包含助剂，所述助剂包括有机酸酯和/或含碳二亚胺基的化合物；

9.一种二次电池电极用浆料组合物，其特征在于：包含电极活性物质和权利要求1～8中任一项所述的二次电池电极用粘结剂组合物；

10.权利要求1～8任一项所述的二次电池电极用粘结剂组合物或权利要求9所述的二次电池电极用浆料组合物在制备二次电池用电极或二次电池中的应用。

11.一种二次电池用电极，其特征在于：包括集流体，以及形成在集流体上的、使用权利要求9所述的二次电池电极用浆料组合物形成的电极复合材料层；

12.一种二次电池用电极的制造方法，其特征在于，包含：

13.一种二次电池，包括正极、负极、电解液和隔膜，其特征在于：所述正极、负极中的至少一者为权利要求11所述的二次电池用电极。

14.根据权利要求13所述的二次电池，其特征在于：所述二次电池的电解液包括溶剂、六氟磷酸锂和添加剂，所述添加剂包括1，2，3-三(氰乙氧基)丙烷、二氟磷酸锂和硫酸乙烯酯；

技术总结本申请提供一种二次电池电极用粘结剂组合物、浆料组合物、电极和二次电池。所述粘结剂组合物包含作为粘结材料的聚合物和咪唑离子液体，所述咪唑离子液体的含量为所述聚合物的5～40wt％。所述粘结剂组合物能够形成均质且稳定性良好的电极用浆料组合物，使用所述浆料组合物能够确保电极的密度和厚度均匀，进而使二次电池发挥优异的高电位循环和低温输出特性。技术研发人员：请求不公布姓名,请求不公布姓名,请求不公布姓名受保护的技术使用者：上海百公里新材料科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/8/5