一種鋰離子電池正極漿料及其水性聚氨酯/聚苯胺粘接劑的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明設及裡離子電池技術領域，尤其設及一種裡離子電池正極漿料用水性聚氨 醋/聚苯胺粘接劑，裡離子電池正極漿料及其制備方法，裡離子電池正極極片及其制備方 法，W及扣式裡離子電池。
【背景技術】
[0002] 現有裡離子電池正極漿料用粘接劑W聚偏氣乙締(PVDF)最為常用。但是，PVDF的 使用需要大量有機溶劑如N-甲基化咯燒酬(NMP)，N，N-二甲基甲酯胺(DMF)等，污染較大;而 且由于油系粘接劑粘結牢度差，抗疲勞強度小，柔初度較差，導致漉壓過的極片在分切和轉 序過程中存在極片邊緣脫粉現象，造成電忍卷繞短路率W及后續微短路率大幅度上升。如 提高油性粘接劑用量W提高粘接性，又會導致漿料中憐酸鐵裡活性物質含量少，造成同種 電池容量小或是同容量電池體積大。
[0003] 水性聚氨醋具有無污染，粘接強度大，初性好等優點，可用作裡離子電池的粘接 劑。專利CN 1847353A公開了一種裡離子電池用水性聚氨醋粘接劑，該粘接劑的分散劑至少 有一個能夠分解成陽離子或陰離子的基團，運樣得到的水性聚氨醋是離子型，當遇到正極 憐酸鐵裡等無機鹽時會破乳，造成正極漿料不穩定，并且該粘接劑需該要經過氮化晚，嗯挫 嘟等交聯劑來硬化已達到增加彈性的目的，而在正極材料中粘接劑組分的含量較小，反應 程度低，并且氮化晚，嗯挫嘟毒性較大。專利CN 101007933A公開了雙鍵交聯的聚氨醋粘合 劑，粘接劑中包含至少一個雙鍵的聚氨醋化合物，使用前還需要通過交聯劑或者水溶性引 發劑進一步聚合方可使用，較為繁瑣。但是水性聚氨醋粘接劑的使用使得正負極材料的導 電性降低，電池內阻增大，電池性能下降。
[0004] 聚苯胺（PANI)是一種導電聚合物，亦可用作裡離子電池的粘接劑。專利CN 104716325A公開了聚苯胺用作裡離子電池正極材料的粘接劑，達到了優化比功率或功率密 度和比能量或能量密度的目的。但是聚苯胺在作為粘接劑時仍需要大量的有機溶劑，如N-甲基化咯燒酬，對環境污染大，費用也高;并且單一聚苯胺雖然具備一定粘接性能，但難W 滿足粘接效果，而且聚苯胺是一種剛性聚合物，柔順性差，運些都不利于電池的穩定性和安 全性。
[0005] 目前關于電池正極材料的粘接劑研究較少，雖然粘接劑的用量少，但是所起的作 用不可忽視，而且現有電池粘接劑存在污染嚴重、粘接性差、阻抗大、比能量低等技術問題。
【發明內容】
[0006] 基于【背景技術】存在的技術問題，本發明提出了一種裡離子電池正極漿料用水性聚 氨醋/聚苯胺粘接劑，環保性好，具有高初性和優異的粘接性，阻抗小，通過裡離子電池正極 漿料用水性聚氨醋/聚苯胺粘接劑制得的扣式電池較現有技術，電池容量更大，循環和倍率 性能更好。
[0007] 本發明提出的一種裡離子電池正極漿料用水性聚氨醋/聚苯胺粘接劑，其原料包 括:水性聚氨醋乳液和水性聚苯胺乳液。
[0008] 優選地，水性聚氨醋乳液中不揮發物與水性聚苯胺乳液中不揮發物的重量比為20 ~90:10~80。
[0009] 優選地，水性聚氨醋乳液的固含量為32~38wt%，優選為35wt%。
[0010]優選地冰性聚氨醋乳液包括非離子型水性聚氨醋。
[0011]優選地，非離子型水性聚氨醋的結構式如式(I)，
[OOU] 其中，Ri的結構式如式(II)，
[0015] R2的結構式如式(III)，
[0017]其中 n = 22 ~47;
[001引 R3的結構式如式(IV)，
[0020] 其中 m = 22 ~31。
[0021] 優選地，水性聚苯胺乳液的固含量為6~Swt%，優選為7.%。
[0022] 優選地，水性聚苯胺乳液包括憐酸醋滲雜水性聚苯胺。
[0023]優選地，憐酸醋滲雜水性聚苯胺的結構式如式(V)，
[0025] 其中，y = 〇~l，p = l ~600。
[0026] 該粘接劑W水為分散介質，穩定性好、不含揮發性有機化合物(VOC)，制得的膠膜 斷裂伸長率為500~1100%，拉伸強度為5~25MPa。
[0027] 本發明還提出的一種裡離子電池正極漿料，其原料按重量份包括：上述裡離子電 池正極漿料用水性聚氨醋/聚苯胺粘接劑10~55份，憐酸鐵裡30~55份，導電劑2~10份，水 性潤濕劑0.3~0.8份，水性消泡劑0.2~0.6份，水性防沉劑0.3~0.8份，去離子水1.4~43 份。
[0028] 優選地，憐酸鐵裡為橄攬石結構。
[0029] 優選地，導電劑為導電炭黑和/或乙烘黑。
[0030] 本發明還提出的上述裡離子電池正極漿料的制備方法，將上述裡離子電池正極漿 料用水性聚氨醋/聚苯胺粘接劑與憐酸鐵裡、導電劑混合后，加入去離子水作為分散劑，再 加入水性潤濕劑、水性消泡劑和水性防沉劑，然后進行球磨得到糊狀裡離子電池正極漿料。
[0031] 本發明還提出的一種裡離子電池正極極片的制備方法，將上述裡離子電池正極漿 料進行壓片，一次干燥，沖壓形成極片，然后二次干燥，自然冷卻得到裡離子電池正極極片。
[0032] 優選地，一次干燥的溫度為95~105°C，優選為100°C。
[0033] 優選地，二次干燥的溫度為75~85°C，優選為80°C。
[0034] 優選地，二次干燥的時間為5~化，優選為化。
[0035] 本發明還提出的一種扣式裡離子電池，正極為上述裡離子電池正極極片的制備方 法得到的裡離子電池正極極片，負極為金屬裡片，隔膜為聚乙締膜，電解液為含有碳酸乙締 醋和碳酸二甲醋的六氣憐酸裡溶液。
[0036] 優選地，碳酸乙締醋和碳酸二甲醋的體積比為1:1。
[0037] 本發明的有益技術效果如下：
[0038] 1、本發明提供的裡離子電池正極漿料用水性聚氨醋/聚苯胺粘接劑，W水為溶劑， 擬棄了 VOC對環境的污染，環保性好；
[0039] 2、本發明提供的裡離子電池正極漿料用水性聚氨醋/聚苯胺粘接劑柔順性好，并 且與其他物料混合形成的漿料穩定，可直接使用，在無需再交聯下即可達到高初性和優異 的粘接性，其薄膜的拉伸強度達21MPa，斷裂伸長率可達850%，可W更好地穩定正極極片， 足W保證裡離子電池機械穩定性；
[0040] 3、本發明采用水性聚氨醋/聚苯胺基粘接劑制備的扣式電池較現有技術，電池容 量更大，循環和倍率性能更好，而且具有較小的阻抗，最大放電容量為165mAh/g，70次循環 后的放電容量為143mAh/g，經過70次循環后的放電容量保持了97.9%。
【附圖說明】
[0041] 圖1為本發明實施例2水性聚氨醋/聚苯胺粘接劑薄膜的應力-應變曲線。
[0042] 圖2為本發明實驗組和對照組的扣式裡離子電池進行首次充放電的容量曲線對比 圖。
[0043] 圖3為本發明實驗組和對照組的扣式裡離子電池進行70次循環充放電的容量曲線 對比圖。
[0044] 圖4為本發明實驗組和對照組的扣式裡離子電池的倍率特性對比圖。
[0045] 圖5為本發明實驗組和對照組的扣式裡離子電池的電化學阻抗對比圖。
【具體實施方式】
[0046] 下面，通過具體實施例對本發明的技術方案進行詳細說明。
[0047] 實施例1
[004引本發明提出的一種裡離子電池正極漿料用水性聚氨醋/聚苯胺粘接劑，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揮發物與水性聚 苯胺乳液中不揮發物的重量比為90:10。
[0049] 本發明還提出的一種裡離子電池正極漿料，其原料按重量份包括：上述裡離子電 池正極漿料用水性聚氨醋/聚苯胺粘接劑19.81g，憐酸鐵裡40g，導電劑5g，水性潤濕劑 0.5g，水性消泡劑0.5g，水性防沉劑0.5g，去離子水40.19g。
[0050] 本發明還提出的