一种锂离子电池正极浆料及其水性聚氨酯/聚苯胺粘接剂的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及裡离子电池技术领域，尤其设及一种裡离子电池正极浆料用水性聚氨 醋/聚苯胺粘接剂，裡离子电池正极浆料及其制备方法，裡离子电池正极极片及其制备方 法，W及扣式裡离子电池。
【背景技术】
[0002] 现有裡离子电池正极浆料用粘接剂W聚偏氣乙締(PVDF)最为常用。但是，PVDF的 使用需要大量有机溶剂如N-甲基化咯烧酬(NMP)，N，N-二甲基甲酯胺(DMF)等，污染较大;而 且由于油系粘接剂粘结牢度差，抗疲劳强度小，柔初度较差，导致漉压过的极片在分切和转 序过程中存在极片边缘脱粉现象，造成电忍卷绕短路率W及后续微短路率大幅度上升。如 提高油性粘接剂用量W提高粘接性，又会导致浆料中憐酸铁裡活性物质含量少，造成同种 电池容量小或是同容量电池体积大。
[0003] 水性聚氨醋具有无污染，粘接强度大，初性好等优点，可用作裡离子电池的粘接 剂。专利CN 1847353A公开了一种裡离子电池用水性聚氨醋粘接剂，该粘接剂的分散剂至少 有一个能够分解成阳离子或阴离子的基团，运样得到的水性聚氨醋是离子型，当遇到正极 憐酸铁裡等无机盐时会破乳，造成正极浆料不稳定，并且该粘接剂需该要经过氮化晚，嗯挫 嘟等交联剂来硬化已达到增加弹性的目的，而在正极材料中粘接剂组分的含量较小，反应 程度低，并且氮化晚，嗯挫嘟毒性较大。专利CN 101007933A公开了双键交联的聚氨醋粘合 剂，粘接剂中包含至少一个双键的聚氨醋化合物，使用前还需要通过交联剂或者水溶性引 发剂进一步聚合方可使用，较为繁琐。但是水性聚氨醋粘接剂的使用使得正负极材料的导 电性降低，电池内阻增大，电池性能下降。
[0004] 聚苯胺（PANI)是一种导电聚合物，亦可用作裡离子电池的粘接剂。专利CN 104716325A公开了聚苯胺用作裡离子电池正极材料的粘接剂，达到了优化比功率或功率密 度和比能量或能量密度的目的。但是聚苯胺在作为粘接剂时仍需要大量的有机溶剂，如N-甲基化咯烧酬，对环境污染大，费用也高;并且单一聚苯胺虽然具备一定粘接性能，但难W 满足粘接效果，而且聚苯胺是一种刚性聚合物，柔顺性差，运些都不利于电池的稳定性和安 全性。
[0005] 目前关于电池正极材料的粘接剂研究较少，虽然粘接剂的用量少，但是所起的作 用不可忽视，而且现有电池粘接剂存在污染严重、粘接性差、阻抗大、比能量低等技术问题。
【发明内容】
[0006] 基于【背景技术】存在的技术问题，本发明提出了一种裡离子电池正极浆料用水性聚 氨醋/聚苯胺粘接剂，环保性好，具有高初性和优异的粘接性，阻抗小，通过裡离子电池正极 浆料用水性聚氨醋/聚苯胺粘接剂制得的扣式电池较现有技术，电池容量更大，循环和倍率 性能更好。
[0007] 本发明提出的一种裡离子电池正极浆料用水性聚氨醋/聚苯胺粘接剂，其原料包 括:水性聚氨醋乳液和水性聚苯胺乳液。
[0008] 优选地，水性聚氨醋乳液中不挥发物与水性聚苯胺乳液中不挥发物的重量比为20 ~90:10~80。
[0009] 优选地，水性聚氨醋乳液的固含量为32~38wt%，优选为35wt%。
[0010]优选地冰性聚氨醋乳液包括非离子型水性聚氨醋。
[0011]优选地，非离子型水性聚氨醋的结构式如式(I)，
[OOU] 其中，Ri的结构式如式(II)，
[0015] R2的结构式如式(III)，
[0017]其中 n = 22 ~47;
[001引 R3的结构式如式(IV)，
[0020] 其中 m = 22 ~31。
[0021] 优选地，水性聚苯胺乳液的固含量为6~Swt%，优选为7.%。
[0022] 优选地，水性聚苯胺乳液包括憐酸醋渗杂水性聚苯胺。
[0023]优选地，憐酸醋渗杂水性聚苯胺的结构式如式(V)，
[0025] 其中，y = 〇~l，p = l ~600。
[0026] 该粘接剂W水为分散介质，稳定性好、不含挥发性有机化合物(VOC)，制得的胶膜 断裂伸长率为500~1100%，拉伸强度为5~25MPa。
[0027] 本发明还提出的一种裡离子电池正极浆料，其原料按重量份包括：上述裡离子电 池正极浆料用水性聚氨醋/聚苯胺粘接剂10~55份，憐酸铁裡30~55份，导电剂2~10份，水 性润湿剂0.3~0.8份，水性消泡剂0.2~0.6份，水性防沉剂0.3~0.8份，去离子水1.4~43 份。
[0028] 优选地，憐酸铁裡为橄揽石结构。
[0029] 优选地，导电剂为导电炭黑和/或乙烘黑。
[0030] 本发明还提出的上述裡离子电池正极浆料的制备方法，将上述裡离子电池正极浆 料用水性聚氨醋/聚苯胺粘接剂与憐酸铁裡、导电剂混合后，加入去离子水作为分散剂，再 加入水性润湿剂、水性消泡剂和水性防沉剂，然后进行球磨得到糊状裡离子电池正极浆料。
[0031] 本发明还提出的一种裡离子电池正极极片的制备方法，将上述裡离子电池正极浆 料进行压片，一次干燥，冲压形成极片，然后二次干燥，自然冷却得到裡离子电池正极极片。
[0032] 优选地，一次干燥的溫度为95~105°C，优选为100°C。
[0033] 优选地，二次干燥的溫度为75~85°C，优选为80°C。
[0034] 优选地，二次干燥的时间为5~化，优选为化。
[0035] 本发明还提出的一种扣式裡离子电池，正极为上述裡离子电池正极极片的制备方 法得到的裡离子电池正极极片，负极为金属裡片，隔膜为聚乙締膜，电解液为含有碳酸乙締 醋和碳酸二甲醋的六氣憐酸裡溶液。
[0036] 优选地，碳酸乙締醋和碳酸二甲醋的体积比为1:1。
[0037] 本发明的有益技术效果如下：
[0038] 1、本发明提供的裡离子电池正极浆料用水性聚氨醋/聚苯胺粘接剂，W水为溶剂， 擬弃了 VOC对环境的污染，环保性好；
[0039] 2、本发明提供的裡离子电池正极浆料用水性聚氨醋/聚苯胺粘接剂柔顺性好，并 且与其他物料混合形成的浆料稳定，可直接使用，在无需再交联下即可达到高初性和优异 的粘接性，其薄膜的拉伸强度达21MPa，断裂伸长率可达850%，可W更好地稳定正极极片， 足W保证裡离子电池机械稳定性；
[0040] 3、本发明采用水性聚氨醋/聚苯胺基粘接剂制备的扣式电池较现有技术，电池容 量更大，循环和倍率性能更好，而且具有较小的阻抗，最大放电容量为165mAh/g，70次循环 后的放电容量为143mAh/g，经过70次循环后的放电容量保持了97.9%。
【附图说明】
[0041] 图1为本发明实施例2水性聚氨醋/聚苯胺粘接剂薄膜的应力-应变曲线。
[0042] 图2为本发明实验组和对照组的扣式裡离子电池进行首次充放电的容量曲线对比 图。
[0043] 图3为本发明实验组和对照组的扣式裡离子电池进行70次循环充放电的容量曲线 对比图。
[0044] 图4为本发明实验组和对照组的扣式裡离子电池的倍率特性对比图。
[0045] 图5为本发明实验组和对照组的扣式裡离子电池的电化学阻抗对比图。
【具体实施方式】
[0046] 下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
[0047] 实施例1
[004引本发明提出的一种裡离子电池正极浆料用水性聚氨醋/聚苯胺粘接剂，其原料包 括:12.86g水性聚氨醋乳液和6.95g水性聚苯胺乳液，水性聚氨醋乳液中不挥发物与水性聚 苯胺乳液中不挥发物的重量比为90:10。
[0049] 本发明还提出的一种裡离子电池正极浆料，其原料按重量份包括：上述裡离子电 池正极浆料用水性聚氨醋/聚苯胺粘接剂19.81g，憐酸铁裡40g，导电剂5g，水性润湿剂 0.5g，水性消泡剂0.5g，水性防沉剂0.5g，去离子水40.19g。
[0050] 本发明还提出的