一种负极粘结剂、负极片及锂离子电池的制作方法

本发明涉及一种负极粘结剂，尤其涉及一种负极粘结剂、负极片及锂离子电池，属于二次电池领域。

背景技术：

1、锂离子电池因其高能量密度、长循环寿命和低自放电率等优点，已成为现代便携式电子设备、电动汽车和储能系统的主要电源选择，并且对其包括低温循环性能、倍率性能和存储性能在内的电性能有了更高的要求。

2、现阶段，本领域技术人员做了大量的工作来改善电池的电化学性能，提高锂离子电池工作效率和可靠性，满足大多数应用场景的需求。目前已有研究通过优化电解液配方、改进电极材料、优化电极结构、改善粘结剂组成等措施来改善电池的低温性能和倍率性能。其中，负极粘结剂通过提升负极活性层负极集流体之间的粘结性等，保证负极片的结构稳定性、导电性、以及降低锂枝晶析出概率，进而改善锂离子电池的低温循环性能和倍率性能。

3、然而，负极粘结剂的存储稳定性堪忧，尤其在高湿度的环境下，会面临生长霉菌的存储性能问题，从而影响其对电池性能的优化程度。

4、因此，如何在克服负极粘结剂在高湿度环境下的存储性能缺陷，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

技术实现思路

1、本发明提供一种负极粘结剂，该负极粘结剂在高湿度环境下能够表现出优异的存储稳定性，耐腐性强，因此有助于实现对改离子电池的低温容量保持率和倍率性能的改善。

2、本发明还提供一种包括上述负极粘结剂的负极片，在低温下有优异的容量保持率和耐微生物腐蚀性能，可显著改善电池的低温性能、倍率性能和防腐性能。

3、本发明还提供一种包括上述负极粘结剂或负极片的锂离子电池，低温容量保持率高、防腐性能好，且具有良好的倍率性能。

4、第一方面，本发明提供一种负极粘结剂，所述负极粘结剂包括第一乙烯基类单体单元、脂肪族共轭不饱和单体单元、第一不饱和羧酸单体单元、第一不饱和酯类单体单元；所述第一不饱和羧酸单体单元包括两种以上的不饱和羧酸单体单元；所述负极粘结剂的玻璃化转变温度为-50~80℃；负极粘结剂的溶胀率为50%～300%。

5、如上所述的负极粘结剂中，其中，所述负极粘结剂中，所述第一乙烯基类单体单元、脂肪族共轭不饱和单体单元、第一不饱和羧酸单体单元、第一不饱和酯类单体单元的重量比为0.1～50：0.1～50：0.1～20：0.1～100。

6、如上所述的负极粘结剂中，其中，所述第一不饱和羧酸单体单元包括常规酸性单体单元和功能酸性单体单元。

7、如上所述的负极粘结剂中，其中，所述常规酸性单体单元和功能酸性单体单元的重量比为0.1～19.9：0.1～19.9。

8、如上所述的负极粘结剂中，其中，所述负极粘结剂还包括第一单体单元；

9、所述第一单体单元包括(甲基)丙烯腈单体单元、乙烯基吡咯烷酮单体单元、丁烯基腈单体单元、乙烯基醚单体单元的至少一种。

10、如上所述的负极粘结剂中，其中，所述第一单体单元与所述第一乙烯基类单体单元的重量比为0.1～50：0.1～50。

11、如上所述的负极粘结剂中，其中，负极粘结剂还包括第二乙烯基类单体单元、第二不饱和酯类单体单元和不饱和功能单体单元；

12、所述第一乙烯基类单体单元、第二乙烯基类单体单元、第二不饱和酯类单体单元、不饱和功能单体单元的重量比为0.1～50：20～100：20～100：0.1～20。

13、如上所述的负极粘结剂中，其中，所述负极粘结剂还包括第二单体单元；

14、所述第二单体单元包括(甲基)丙烯腈单元、乙烯基吡咯烷酮单元、丁烯基腈单元、乙烯基醚单元、甲基丙烯酰胺单元、双丙酮丙烯酰胺单元、乙酰乙酸基甲基丙烯酸乙酯单元、n-羟甲基甲基丙烯酰胺单元、n,n-二甲基丙烯酰胺单元、n-甲基-2-丙烯酰胺单元、n-叔丁基丙烯酰胺单元、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸单元、二丙二醇二丙烯酸酯单元、二缩三乙二醇二(甲基)丙烯酸酯单元、聚乙二醇(200)二丙烯酸酯单元、聚乙二醇(300)二丙烯酸酯单元、聚乙二醇(400)二丙烯酸酯单元、聚丙二醇(400)二丙烯酸酯单元、三缩四乙二醇二甲基丙烯酸酯单元、聚乙二醇(200)二甲基丙烯酸酯单元、聚乙二醇(400)二甲基丙烯酸酯单元、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯单元、2-(乙氧基)三羟甲基丙烷三丙烯酸酯单元、季戊四醇三丙烯酸酯单元、季戊四醇四丙烯酸酯单元中的至少一种。

15、第二方面，本发明提供一种负极片，所述负极片包括如前所述的负极粘结剂。

16、第三方面，本发明提供一种锂离子电池，所述锂离子电池包括如前所述的负极粘结剂或负极片。

17、本发明提供一种负极粘结剂，含有特定的第一不饱和羧酸单体单元，以及特定比例的第一乙烯基类单体单元、脂肪族共轭不饱和单体单元、第一不饱和羧酸单体单元、第一不饱和酯类单体单元的协同作用，在高湿度环境下防腐性能优异，有利于显著提高锂离子电池的倍率性能和低温循环性能。

技术特征：

1.一种负极粘结剂，其特征在于，所述负极粘结剂包括第一乙烯基类单体单元、脂肪族共轭不饱和单体单元、第一不饱和羧酸单体单元、第一不饱和酯类单体单元；

2.根据权利要求1所述的负极粘结剂，其特征在于，所述负极粘结剂中，所述第一乙烯基类单体单元、脂肪族共轭不饱和单体单元、第一不饱和羧酸单体单元、第一不饱和酯类单体单元的重量比为0.1～50：0.1～50：0.1～20：0.1～100。

3.根据权利要求1或2所述的负极粘结剂，其特征在于，所述第一不饱和羧酸单体单元包括常规酸性单体单元和功能酸性单体单元。

4.根据权利要求3所述的负极粘结剂，其特征在于，所述常规酸性单体单元和功能酸性单体单元的重量比为0.1～19.9：0.1～19.9。

5.根据权利要求3所述的负极粘结剂，其特征在于，所述负极粘结剂还包括第一单体单元；

6.根据权利要求5所述的负极粘结剂，其特征在于，所述第一单体单元与所述第一乙烯基类单体单元的重量比为0.1～50：0.1～50。

7.根据权利要求2所述的负极粘结剂，其特征在于，负极粘结剂还包括第二乙烯基类单体单元、第二不饱和酯类单体单元和不饱和功能单体单元；

8.根据权利要求4所述的负极粘结剂，其特征在于，所述负极粘结剂还包括第二单体单元；

9.一种负极片，其特征在于，所述负极片包括权利要求1-8中任一项所述的负极粘结剂。

10.一种锂离子电池，其特征在于，所述锂离子电池包括权利要求1-8中任一项所述的负极粘结剂、或权利要求9所述的负极片。

技术总结本发明提供一种负极粘结剂、负极片及锂离子电池，所述负极粘结剂包括第一乙烯基类单体单元、脂肪族共轭不饱和单体单元、第一不饱和羧酸单体单元、第一不饱和酯类单体单元；所述第一不饱和羧酸单体单元包括两种以上的不饱和羧酸单体单元；所述负极粘结剂的玻璃化转变温度为‑50~80℃；负极粘结剂的溶胀率为50%～300%。该负极粘结剂可以提升电池的低温循环性能、倍率性能和防腐性能。技术研发人员：徐四喜,程乙峰,吴丽,郭明杰,刘荣华,贾宝泉,王键受保护的技术使用者：深圳好电科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/11/18