一種高功率鋰離子電池負(fù)極粘結(jié)劑組合物及其制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種粘結(jié)劑，尤其涉及一種高功率鋰離子電池負(fù)極粘結(jié)劑及其制造方 法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著鋰電池行業(yè)的發(fā)展，近年來(lái)高功率鋰電池的市場(chǎng)需求量大大增加。高功率鋰 電池主要用于混合動(dòng)力汽車及其它需要大電流充放電的場(chǎng)合。對(duì)鋰離子電池負(fù)極用粘結(jié)劑 來(lái)說，現(xiàn)有的以PVDF (聚偏氟乙烯）、CMC(羧甲基纖維素）、SBR(丁苯橡膠）為主體的組合 物存在如下問題：粘結(jié)劑使用量較多、活性物質(zhì)與粘結(jié)劑分散性較差、活性物質(zhì)與粘結(jié)劑混 合制成的漿料與銅箔的粘附性差，導(dǎo)致電池的內(nèi)阻較高使用壽命降低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的是提供一種高功率鋰離子電池負(fù)極粘結(jié)劑及其制造方法，該粘結(jié)劑 能大幅減少粘結(jié)劑的使用量、在活性物質(zhì)中有較好的分散性、提高活性物質(zhì)與粘結(jié)劑混合 制成的漿料與銅箔的粘附性和均勻性，延長(zhǎng)電池壽命。
[0004] 本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)：
[0005] 高功率鋰離子電池負(fù)極粘結(jié)劑，由SBR(丁苯橡膠）、SIS (苯乙烯-異戊二烯-苯 乙烯熱塑性共聚物）、分散劑和去離子水組成，其含量：SBR(丁苯橡膠）10. 0%?25. 0%， SIS (苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯熱塑性共聚物）10. 0%?25. 0%，分散劑1. 0%?5. 0%， 去離子水50. 0 %?70. 0 %。組合物PH值為4. 0?8. 0。組合物粘度為5. 0-50. OmPa ? s。 [0006] 進(jìn)一步地，上述的高功率鋰離子電池負(fù)極粘結(jié)劑，其組分具有如下的重量百分比： SBR(丁苯橡膠）15. 0%?19. 0%，SIS(苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯熱塑性共聚物）15. 0%? 19.0%，分散劑1.5%?3.0%，去離子水57.0%?63.0%。組合物PH值為5.0?7.0。組 合物粘度為8. 0-20. OmPa ? s。
[0007] 進(jìn)一步地，上述的高功率鋰離子電池負(fù)極粘結(jié)劑，所述的SBR(丁苯橡膠）的分子 量為100000?200000,且丁苯橡膠的粒徑小于0. 1 y m。
[0008] 進(jìn)一步地，上述的高功率鋰離子電池負(fù)極粘結(jié)劑，所述的SIS(苯乙烯-異戊二 烯-苯乙烯熱塑性共聚物）的硬度大于30。
[0009] 進(jìn)一步地，上述的高功率鋰離子電池負(fù)極粘結(jié)劑，所述的分散劑為聚乙二醇，平均 分子量為400-1500,羥值70-300。
[0010] 進(jìn)一步地，上述的高功率鋰離子電池負(fù)極粘結(jié)劑的制造方法，其特征在于：先將去 離子水加入分散鍋中，攪拌下加入SBR(丁苯橡膠）、SIS (苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯熱塑 性共聚物）、分散劑，加熱至80°C，恒溫?cái)嚢?小時(shí)，使其完全溶解均勻，降溫至室溫，過濾， 出料。
[0011] 本發(fā)明技術(shù)方案的突出的實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和顯著的進(jìn)步主要體現(xiàn)在：
[0012] ①本發(fā)明采用獨(dú)特的配方科學(xué)配制粘結(jié)劑，采用分子量在100000?200000,粒徑 小于0. lym的SBR(丁苯橡膠）和硬度大于30的SIS(苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯熱塑性 共聚物）作為粘結(jié)劑的主要組份?？刂芐BR(丁苯橡膠）的分子量及粒徑可以降低組合物 的粘度，提高粘結(jié)劑在活性物質(zhì)中的分散性，控制SIS(苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯熱塑性 共聚物）的硬度，能大大提高活性物質(zhì)與粘結(jié)劑混合制成的漿料與銅箔的粘附性。采用平 均分子量為400-1500,羥值70-300的聚乙二醇，可使SBR和SIS均勻地分散于水中，調(diào)節(jié)粘 結(jié)劑組合物的PH值，提高活性物質(zhì)與粘結(jié)劑混合制成的漿料與銅箔的粘結(jié)強(qiáng)度和均勻性。
[0013] ②采用本發(fā)明的粘結(jié)劑可以減少粘結(jié)劑的使用量，粘結(jié)劑占漿料的比例為 1.0%?1.5%〇
【具體實(shí)施方式】：
[0014] 高功率鋰離子電池負(fù)極粘結(jié)劑，由SBR(丁苯橡膠）、SIS (苯乙烯-異戊二烯-苯 乙烯熱塑性共聚物）、聚乙二醇和去離子水組成，其含量：SBR (丁苯橡膠）10. 0 %?20. 0 %， SIS (苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯熱塑性共聚物）10. 0%?20. 0%，聚乙二醇1. 0%?5. 0%， 去離子水50. 0 %?70. 0 %。組合物PH值為4. 0?8. 0。組合物粘度為5. 0-50. OmPa ? s。
[0015] 理想的的高功率鋰離子電池負(fù)極粘結(jié)劑，其組分具有如下的重量百分比：SBR(丁 苯橡膠）15. 0%?19. 0%，SIS (苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯熱塑性共聚物）15. 0%? 19. 0%，聚乙二醇1. 5%?3. 0%，去離子水57. 0%?63. 0%。組合物PH值為5. 0?7. 0。 組合物粘度為8. 0-20. OmPa ? s。
[0016] 高功率鋰離子電池負(fù)極粘結(jié)劑的制造方法，其特征在于：先將去離子水加入分散 鍋中，攪拌下加入SBR(丁苯橡膠）、SIS(苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯熱塑性共聚物）、分散 劑，加熱至80°C，恒溫?cái)嚢?小時(shí)，使其完全溶解均勻，降溫至室溫，過濾，出料。
[0017] 本發(fā)明粘結(jié)劑用于鋰離子電池負(fù)極片制作時(shí)：將負(fù)極活性物質(zhì)（一般為石墨）與 粘結(jié)劑和去離子水按比例混合攪拌均勻制程負(fù)極漿料，通過涂布機(jī)將負(fù)極漿料均勻地涂覆 在銅箔表面，經(jīng)烘干后剪切成負(fù)極片。
[0018] 實(shí)施例1:
[0019] 先將60. Okg去離子水加入分散鍋中，攪拌下加入19. OkgSBR(丁苯橡膠）、 19. OkgSIS (苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯熱塑性共聚物）、2. 0kg聚乙二醇，加熱至80°C恒 溫?cái)嚢?小時(shí)，使其完全溶解，過濾，出料，獲得粘結(jié)劑。其中SBR(丁苯橡膠）的分子量 150000,粒徑0. 09 y m ;SIS (苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯熱塑性共聚物）的強(qiáng)度為40 ;聚乙 二醇的分子量為1000,羥值為110 ;溶液PH值為5. 5,粘度為15mPa ? s。
[0020] 實(shí)施例2 :
[0021] 先將62. 0kg去離子水加入分散鍋中，攪拌下加入18. OkgSBR(丁苯橡膠）、 17. OkgSIS (苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯熱塑性共聚物）、3. 0kg聚乙二醇，加熱至80°C恒 溫?cái)嚢?小時(shí)，使其完全溶解，過濾，出料，獲得粘結(jié)劑。其中SBR(丁苯橡膠）的分子量 200000,粒徑0. 08 y m ;SIS (苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯熱塑性共聚物）的強(qiáng)度為45 ;聚乙 二醇的分子量為800,羥值為135 ;溶液PH值為6. 0,粘度為10mPa ? s。
[0022] 實(shí)施例3 :
[0023] 先將61.01^去離子水加入分散鍋中，攪拌下加入17.01^581?(丁苯橡膠）、 19. OkgSIS (苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯熱塑性共聚物）、3. 0kg聚乙二醇，加熱至80°C恒 溫?cái)嚢?小時(shí)，使其完全溶解，過濾，出料，獲得粘結(jié)劑。其中SBR(丁苯橡膠）的分子量 100000,粒徑0. 1 ym ;SIS(苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯熱塑性共聚物）的強(qiáng)度為35 ;聚乙 二醇的分子量為600,羥值為180 ;溶液PH值為6. 5,粘度為18mPa ? s。
[0024] 對(duì)比例：
[0025] 先將60. 0kg去離子水加入分散鍋中，攪拌下加入40. OkgSBR (丁苯橡膠）、加熱至 80°C恒溫?cái)嚢?小時(shí)，使其完全溶解，過濾，出料，獲得粘結(jié)劑。其中SBR (丁苯橡膠）的分 子量300000,粒徑0. 2 y m ;溶液PH值為7. 0,粘度為65mPa ? s。
[0026] 將實(shí)施例1、實(shí)施例2、實(shí)施例3和對(duì)比例分別與石墨和去離子水按粘結(jié)劑：石 墨：去離子水=1 : 99 : 100比例混合攪拌均勻制成負(fù)極漿料，通過涂布機(jī)將負(fù)極漿料均 勻地涂覆在銅箔表面，經(jīng)烘干后剪切成負(fù)極片。使用剝離強(qiáng)度測(cè)試儀分別測(cè)試其剝離強(qiáng)度。
[0027] 經(jīng)檢測(cè)，剝離強(qiáng)度的結(jié)果見表1。
[0028] 表 1
[0029]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種高功率裡離子電池負(fù)極粘結(jié)劑組合物，其特征在于包含w下成分（重量百 分比）；SBR(了苯橡膠）10. 0%?25. 0%，SIS(苯己締-異戊二締-苯己締熱塑性共聚 物）10. 0 %?25. 0 %，分散劑1. 0 %?5. 0 %，去離子水50. 0 %?70. 0 %。組合物PH值為 4. 0?8. 0。組合物粘度為5. 0-50. OmPa. S。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高功率裡離子電池負(fù)極粘結(jié)劑組合物，其特征在于其組分具 有如下的重量百分比；SBR(了苯橡膠）15. 0%?19. 0%，SIS(苯己締-異戊二締-苯己締 熱塑性共聚物）15. 0%?19. 0%，分散劑1.5%?3.0%，去離子水57. 0%?63. 0%。組合 物PH值為5. 0?7. 0。組合物粘度為8. 0-20. OmPa. S。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高功率裡離子電池負(fù)極粘結(jié)劑組合物，其特征在于：所 述的SBR(了苯橡膠）的分子量為100000?200000,且了苯橡膠的粒徑小于0. 1 ym。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高功率裡離子電池負(fù)極粘結(jié)劑組合物，其特征在于：所 述的SIS (苯己締-異戊二締-苯己締熱塑性共聚物）的硬度大于30。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高功率裡離子電池負(fù)極粘結(jié)劑組合物，其特征在于：所 述的分散劑為聚己二醇，平均分子量為400-1500,哲值70-300。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高功率裡離子電池負(fù)極粘結(jié)劑組合物，其特征在于：先 將去離子水加入分散鍋中，攬拌下加入SBR(了苯橡膠）、SIS (苯己締-異戊二締-苯己締 熱塑性共聚物）、分散劑，加熱至80°C，恒溫?cái)埌?小時(shí)，使其完全溶解均勻，降溫至室溫，過 濾，出料。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種高功率鋰離子電池負(fù)極粘結(jié)劑及其制造方法。其組成為：SBR(丁苯橡膠)10.0％～25.0％，SIS(苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯熱塑性共聚物)10.0％～25.0％，分散劑1.0％～5.0％，去離子水50.0％～70.0％。組合物PH值為4.0～8.0。組合物粘度為5.0-50.0mPa·s。本發(fā)明運(yùn)用獨(dú)特的配方科學(xué)配制粘結(jié)劑，成功實(shí)現(xiàn)了粘結(jié)劑在負(fù)極活性物質(zhì)中有較好的分散性、提高負(fù)極活性物質(zhì)與粘結(jié)劑混合制成的漿料與銅箔的粘附性和均勻性，粘結(jié)劑在負(fù)極活性物質(zhì)中的添加量大幅降低。從而，顯著增加了電池的使用壽命。降低了生產(chǎn)成本。
【IPC分類】H01M4-62
【公開號(hào)】CN104617302
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510014203
【發(fā)明人】趙佳
【申請(qǐng)人】蘇州瑞紅電子化學(xué)品有限公司
【公開日】2015年5月13日
【申請(qǐng)日】2015年1月8日