本發(fā)明屬于電化學領域,具體涉及一種電極粘結劑及其制備方法。
背景技術:
在電極中,粘結劑是用來將電極活性物質粘附在集流體上的高分子化合物。它的主要作用是粘結和保持活性物質,增強電極活性材料與導電劑以及活性材料與集流體之間的電子接觸,更好地穩(wěn)定極片的結構,對于在充放電過程中體積會膨脹/收縮的鋰離子電池正負極來說,要求粘結劑對此能夠起到一定的緩沖作用。選擇一種合適的鋰離子電池粘結劑,要求其歐姆電阻要小,在電解液中性能穩(wěn)定,不膨脹、不松散、不脫粉。一般而言,粘結劑的性能,如粘結力、柔韌性、耐堿性、親水性等,直接影響著電池的性能。
目前所使用的電極粘結劑,其固化時間較長,一般達到5小時以上,剪切強度較低,耐堿性能能達到200小時,同時在使用過程中,一定循環(huán)次數(shù)的放電容量會有較大的下降,因此需要進一步研究開發(fā)一種固化時間短、粘結力強、電學性能優(yōu)異的電極粘結劑。
技術實現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術的不足而提供了一種電極粘結劑及其制備方法。
一種電極粘結劑,以重量組分計包括以下組分:三羧甲基丙烷三甲基丙烯酸酯2-5份,乙?;鶛幟仕崛□?-4份,2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸5-8份,玻璃纖維1-3份,偶聯(lián)劑2-3份,引發(fā)劑1-2份,聚乙二醇2-5份,聚乙烯醇縮甲乙醛2-4份,月桂酸烷醇酰胺1-2份。
進一步地,聚乙二醇為聚乙二醇400。
進一步地,偶聯(lián)劑為硅烷偶聯(lián)劑。
進一步地,引發(fā)劑為過硫酸銨。
上述電極粘結劑的制備方法,其特征在于,包括以下步驟:
步驟一,按照重量份稱取各組分;
步驟二,將三羧甲基丙烷三甲基丙烯酸酯,乙?;鶛幟仕崛□?,2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸和玻璃纖維加入到混合攪拌機中攪拌混合均勻,得到混合物一;
步驟三,將混合物一轉入反應釜中,在惰性氣體氛圍中加熱至50-60℃,加入聚乙烯醇縮甲乙醛、月桂酸烷醇酰胺,攪拌60-90分鐘,得到混合物一;
步驟四,在混合物一中加入剩余組分,在真空條件下加熱至80-90℃,攪拌20-30分鐘,降至室溫,得到電極粘結劑。
進一步地,步驟三中惰性氣體為氮氣或氬氣。
進一步地,步驟四中真空條件的真空度為度0.02-0.05MPa。
本發(fā)明的電極粘結劑具有固化快、剪切強度,良好的耐堿性和耐溫性。
具體實施方式
實施例1
一種電極粘結劑,以重量組分計包括以下組分:三羧甲基丙烷三甲基丙烯酸酯2份,乙酰基檸檬酸三正丁酯2份,2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸5份,玻璃纖維1份,偶聯(lián)劑2份,引發(fā)劑1份,聚乙二醇2份,聚乙烯醇縮甲乙醛2份,月桂酸烷醇酰胺1份。
其中,聚乙二醇為聚乙二醇400,偶聯(lián)劑為硅烷偶聯(lián)劑,引發(fā)劑為過硫酸銨。
上述電極粘結劑的制備方法,其特征在于,包括以下步驟:
步驟一,按照重量份稱取各組分;
步驟二,將三羧甲基丙烷三甲基丙烯酸酯,乙?;鶛幟仕崛□?,2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸和玻璃纖維加入到混合攪拌機中攪拌混合均勻,得到混合物一;
步驟三,將混合物一轉入反應釜中,在惰性氣體氛圍中加熱至50℃,加入聚乙烯醇縮甲乙醛、月桂酸烷醇酰胺,攪拌90分鐘,得到混合物一;
步驟四,在混合物一中加入剩余組分,在真空條件下加熱至80℃,攪拌30分鐘,降至室溫,得到電極粘結劑。
其中,步驟三中惰性氣體為氮氣,步驟四中真空條件的真空度為度0.02MPa。
實施例2
一種電極粘結劑,以重量組分計包括以下組分:三羧甲基丙烷三甲基丙烯酸酯2.8份,乙酰基檸檬酸三正丁酯2.4份,2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸6份,玻璃纖維1.5份,偶聯(lián)劑2.5份,引發(fā)劑1.3份,聚乙二醇3份,聚乙烯醇縮甲乙醛2.5份,月桂酸烷醇酰胺1.6份。
其中,聚乙二醇為聚乙二醇400,偶聯(lián)劑為硅烷偶聯(lián)劑,引發(fā)劑為過硫酸銨。
上述電極粘結劑的制備方法,其特征在于,包括以下步驟:
步驟一,按照重量份稱取各組分;
步驟二,將三羧甲基丙烷三甲基丙烯酸酯,乙酰基檸檬酸三正丁酯,2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸和玻璃纖維加入到混合攪拌機中攪拌混合均勻,得到混合物一;
步驟三,將混合物一轉入反應釜中,在惰性氣體氛圍中加熱至55℃,加入聚乙烯醇縮甲乙醛、月桂酸烷醇酰胺,攪拌70分鐘,得到混合物一;
步驟四,在混合物一中加入剩余組分,在真空條件下加熱至86℃,攪拌20分鐘,降至室溫,得到電極粘結劑。
其中,步驟三中惰性氣體為氮氣,步驟四中真空條件的真空度為度0.04MPa。
實施例3
一種電極粘結劑,以重量組分計包括以下組分:三羧甲基丙烷三甲基丙烯酸酯4份,乙?;鶛幟仕崛□?份,2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸7份,玻璃纖維2.3份,偶聯(lián)劑2.8份,引發(fā)劑1.7份,聚乙二醇4份,聚乙烯醇縮甲乙醛3份,月桂酸烷醇酰胺1.8份。
其中,聚乙二醇為聚乙二醇400,偶聯(lián)劑為硅烷偶聯(lián)劑,引發(fā)劑為過硫酸銨。
上述電極粘結劑的制備方法,其特征在于,包括以下步驟:
步驟一,按照重量份稱取各組分;
步驟二,將三羧甲基丙烷三甲基丙烯酸酯,乙酰基檸檬酸三正丁酯,2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸和玻璃纖維加入到混合攪拌機中攪拌混合均勻,得到混合物一;
步驟三,將混合物一轉入反應釜中,在惰性氣體氛圍中加熱至50℃,加入聚乙烯醇縮甲乙醛、月桂酸烷醇酰胺,攪拌90分鐘,得到混合物一;
步驟四,在混合物一中加入剩余組分,在真空條件下加熱至80℃,攪拌30分鐘,降至室溫,得到電極粘結劑。
其中,步驟三中惰性氣體為氮氣,步驟四中真空條件的真空度為度0.02MPa。
實施例4
一種電極粘結劑,以重量組分計包括以下組分:三羧甲基丙烷三甲基丙烯酸酯5份,乙?;鶛幟仕崛□?份,2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸8份,玻璃纖維3份,偶聯(lián)劑3份,引發(fā)劑2份,聚乙二醇5份,聚乙烯醇縮甲乙醛4份,月桂酸烷醇酰胺2份。
其中,聚乙二醇為聚乙二醇400,偶聯(lián)劑為硅烷偶聯(lián)劑,引發(fā)劑為過硫酸銨。
上述電極粘結劑的制備方法,其特征在于,包括以下步驟:
步驟一,按照重量份稱取各組分;
步驟二,將三羧甲基丙烷三甲基丙烯酸酯,乙?;鶛幟仕崛□?,2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸和玻璃纖維加入到混合攪拌機中攪拌混合均勻,得到混合物一;
步驟三,將混合物一轉入反應釜中,在惰性氣體氛圍中加熱至60℃,加入聚乙烯醇縮甲乙醛、月桂酸烷醇酰胺,攪拌60分鐘,得到混合物一;
步驟四,在混合物一中加入剩余組分,在真空條件下加熱至90℃,攪拌20分鐘,降至室溫,得到電極粘結劑。
其中,步驟三中惰性氣體為氮氣,步驟四中真空條件的真空度為度0.05MPa。
對以上實施例制備得到的電極粘結劑進行性能測試,結果如下:
由上表可知,本發(fā)明的電極粘結劑具有固化快、剪切強度,良好的耐堿性和耐溫性。