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一种负极粘结剂及其应用

技术摘要:
本发明提供一种负极粘结剂及其应用,所述负极粘结剂包括由1‑乙烯基‑3‑丁基咪唑六氟磷酸盐作为单体之一的聚合物。该负极粘结剂用于锂离子电池中,不仅能够有效改善锂离子电池的安全性能以及低温充放电性能,还能够优化锂离子电池的高温存储性能和高温稳定性能。
背景技术:
负极是锂离子电池的重要组成部分,负极中的粘结剂是影响锂离子电池的整体动 力学性能的重要因素之一,通过选用性能更为优异的负极粘结剂是提升电芯性能的重要途 径。 目前锂离子电池所使用的负极粘结剂大部分采用由丁二烯和苯乙烯共聚得到的 丁苯橡胶及其改性材料,如通过丙烯酸、丙烯腈、丁腈、丙烯酸酯改性或共聚的SBR等。相对 纯的丁苯橡胶来说,虽然通过改性能够提升极片粘接性能和离子电导性能,但是锂离子电 池电性能的改善还是不尽如人意。 现阶段公开了一种核壳结构的丙烯酸类粘结剂,其能够提升电池的低温充放电性 能。但是,对于高温条件下的电性能并没有明显的提升效果。
技术实现要素:
本发明提供一种负极粘结剂,该负极粘结剂用于锂离子电池中,不仅能够有效改 善锂离子电池的安全性能以及低温充放电性能,还能够优化锂离子电池的高温存储性能和 高温稳定性能。 本发明还提供一种负极片,含有上述负极粘结剂,因此负极片具有导离子性能高、 高温抗膨胀性能佳且粘结性能强的特点。 本发明还提供一种锂离子电池,包括上述负极片,因此该锂离子电池具有较为优 异的安全性能、低温充放电性能、高温存储性能和高温稳定性能。 本发明提供一种负极粘结剂,包括由1-乙烯基-3-丁基咪唑六氟磷酸盐作为单体 之一的共聚物。 如上所述的负极粘结剂,其中,所述负极粘结剂的粘度为1-50000mpa.s。 如上所述的负极粘结剂,其中,所述负极粘结剂包括含有羰基的不饱和单体与所 述1-乙烯基-3-丁基咪唑六氟磷酸盐的共聚物。 如上所述的负极粘结剂,其中,所述含有羰基的不饱和单体包括含有酸性基团的 不饱和单体,不饱和酰胺单体以及不饱和氟化羧酸烷基酯单体。 如上所述的负极粘结剂,其中,所述负极粘结剂的重均分子量为20万-1000万。 如上所述的负极粘结剂,其中,所述负极粘结剂通过包括以下过程的方法制备得 到: 加热所述含有羰基的不饱和单体、1-乙烯基-3-丁基咪唑六氟磷酸盐、引发剂以及 表面活性剂的体系使进行聚合反应,所述聚合反应结束后调节反应体系的pH为6-8,得到所 述负极粘结剂。 如上所述的负极粘结剂,其中,基于所述不饱和单体、1-乙烯基-3-丁基咪唑六氟 3 CN 111600033 A 说 明 书 2/9 页 磷酸盐以及引发剂的总质量,所述含有酸性基团的不饱和单体的质量分数为73-97.3%,所 述不饱和酰胺单体的质量分数为2-10%,所述不饱和氟化羧酸烷基酯单体的质量分数为 0.1-2%,所述1-乙烯基-3-丁基咪唑六氟磷酸盐的质量分数为0.5-5%,所述引发剂的质量 分数为0.1-10%; 所述表面活性的质量为所述不饱和单体、1-乙烯基-3-丁基咪唑六氟磷酸盐以及 引发剂的总质量的0.1-5%。 如上所述的负极粘结剂,其中,所述含有酸性基团的不饱和单体选自(甲基)丙烯 酸、(甲基)丙烯酸钠、(甲基)丙烯酸钠、丙烯酸、丁烯酸、马来酸、衣康酸及各自衍生物中的 至少一种; 和/或,所述不饱和酰胺单体选自丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、N-羟甲基丙烯酰胺、N- 羟甲基甲基丙烯酰胺及N,N-二甲基丙烯酰胺中的至少一种; 和/或,所述不饱和氟化羧酸烷基酯单体选自氟化甲基丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸氟 化烷基酯。 本发明还提供一种负极片,所述负极片包括上述所述的负极粘结剂。 本发明还提供一种锂离子电池,所述锂离子电池的负极片为上述所述的负极片。 本发明的负极粘结剂,通过1-乙烯基-3-丁基咪唑六氟磷酸盐对聚合物进行改性, 使得负极粘结剂的导离子率、粘结性能以及抗膨胀性能有了明显改善,因此将其应用于锂 离子电池时有利于提升锂离子电池的安全性能、低温充放电性能、高温存储性能和高温稳 定性能。 本发明的负极片,由于包括了前述负极粘结剂,因此导离子率、粘结性能以及抗膨 胀性能得到了明显的改善。 本发明的锂离子电池,由于包括了前述的负极片,因此该锂离子电池的安全性能、 低温充放电性能、高温存储性能和高温稳定性能得到了有效的提升。
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