CN107698713A - 一种电能储存设备的金属表面底胶及其导电涂层组合物 - Google Patents

一种电能储存设备的金属表面底胶及其导电涂层组合物 Download PDF

Info

Publication number
CN107698713A
CN107698713A CN201710938312.0A CN201710938312A CN107698713A CN 107698713 A CN107698713 A CN 107698713A CN 201710938312 A CN201710938312 A CN 201710938312A CN 107698713 A CN107698713 A CN 107698713A
Authority
CN
China
Prior art keywords
acrylate
primer
metal surface
energy storage
electrical energy
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201710938312.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN107698713B (zh
Inventor
刘海春
吕新坤
胡明源
曹国刚
朱贵林
张琪
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Chongqing Yuntianhua Hanen New Material Development Co Ltd
Yunnan Yuntianhua Co Ltd
Original Assignee
Chongqing Yuntianhua Hanen New Material Development Co Ltd
Yunnan Yuntianhua Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Chongqing Yuntianhua Hanen New Material Development Co Ltd, Yunnan Yuntianhua Co Ltd filed Critical Chongqing Yuntianhua Hanen New Material Development Co Ltd
Priority to CN201710938312.0A priority Critical patent/CN107698713B/zh
Publication of CN107698713A publication Critical patent/CN107698713A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN107698713B publication Critical patent/CN107698713B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F283/00—Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to polymers provided for in subclass C08G
    • C08F283/006—Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to polymers provided for in subclass C08G on to polymers provided for in C08G18/00
    • C08F283/008—Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to polymers provided for in subclass C08G on to polymers provided for in C08G18/00 on to unsaturated polymers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D151/00—Coating compositions based on graft polymers in which the grafted component is obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds; Coating compositions based on derivatives of such polymers
    • C09D151/08—Coating compositions based on graft polymers in which the grafted component is obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds; Coating compositions based on derivatives of such polymers grafted on to macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D5/00—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, characterised by their physical nature or the effects produced; Filling pastes
    • C09D5/24—Electrically-conducting paints

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Paints Or Removers (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)

Abstract

一种电能储存设备的金属表面底胶，由预聚体、油溶性单体、水溶性单体、引发剂、表面活性剂通过乳液聚合得到，所述预聚体是通过催化剂使异氰酸酯、多元醇及具有羟基的丙烯酸酯类单体于20℃‑150℃反应制得，所得金属表面底胶与正负极活性物质粘合性优良、电池极片在电解质溶液中浸泡不溶胀、不脱落，能够长期保持极片尺寸的稳定性。使用本发明提供的集流体的金属表面底胶制成的锂离子电池具有内阻小、极化低、电池容量高等特性。

Description

一种电能储存设备的金属表面底胶及其导电涂层组合物
技术领域
本发明涉及一种电能储存设备的集流体的金属表面底胶及其导电涂层组合物，具体地，本发明涉及一种粘合力优异的底胶、利用该底胶制备的导电涂层组合物。
背景技术
锂离子电池作为一种电能存储设备，具有能量密度高、输出电压高、输出功率大、自放电小、工作温度宽、无记忆效应等特点，被广泛应用于手机、笔记本电脑等便携式电子设备中。目前，锂离子电池作为动力电池在混合动力汽车、插电式混合动力汽车及纯电动汽车中也有广泛的应用。
锂离子电池主要由正极、负极、隔膜和电解液等组成，正负极电极一般由粉状活性材料，即锂过渡金属氧化物正极材料或碳素负极材料、底胶、导电添加剂和集流体组成。制备方法一般是把活性材料、导电添加剂和底胶溶液混合研磨均匀制成浆料，涂布于作为集流体的铜箔、铝箔上，经干燥、碾压等工艺处理而成。目前应用最多的底胶是含氟聚合物底胶如聚偏氟乙烯类底胶。
但聚偏氟乙烯类底胶在使用中存在诸多缺点：如粘接强度较弱；含有氟元素会与嵌锂石墨反应造成热失控和活性物质不可逆反应；对水分敏感；价格昂贵不利于降低成本；溶剂的挥发既污染环境又危害操作人员的健康。
为解决上述问题，人们研究与开发了锂离子电池水性底胶，如羧甲基纤维素钠、聚苯乙烯丁二烯共聚物等，但是羧甲基纤维素钠与聚苯乙烯丁二烯共聚物水性底胶同样存在粘接性能较弱、极片掉粉等现象，不利于电池的电化学性能。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电能储存设备的金属表面底胶及其导电涂层组合物，能够解决现有底胶的粘接力弱、极片掉粉，从而引起电池极片在电解质溶液中浸泡会溶胀、脱落、极片的尺寸不能保持稳定、电池内阻大、极化高、电池容量低的技术问题。
为解决上述技术问题，本发明提供的的技术方案如下：
一种电能储存设备的金属表面底胶，其特征在于，所述合成电能储存设备的金属表面底胶的原料的各组分和用量为：
预聚体：1-70.5份；
油溶性单体：20-95份；
水溶性单体：2.5-20份；
引发剂：0.3-10份；
表面活性剂：0.3-3份。
优选地，所述预聚体由异氰酸酯：20-60份，多元醇：35-70份，具有羟基的丙烯酸酯单体：4.5-10份和催化剂：0.001-0.5份在20℃-150℃下反应制得。
优选地，所述异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯和氢化二苯基甲烷二异氰酸酯中的至少一种。
优选地，所述多元醇为聚己二酸乙二醇酯二醇、聚己二酸乙二醇-丙二醇酯二醇、聚己二酸一缩二乙二醇酯二醇、聚己二酸乙二醇-一缩二乙二醇酯二醇、聚氧化丙烯二醇、聚四氢呋喃二醇、四氢呋喃-氧化丙烯共聚二醇、聚乙二醇、1,4-丁二醇、1,6-己二醇、甘油、三羟甲基丙烷、二甘醇、三甘醇、新戊二醇、山梨醇、二乙胺基乙醇和聚四亚甲基醚二醇中的至少一种。
优选地，所述具有羟基的丙烯酸酯类单体为丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、丙烯酸羟丁酯、甲基丙烯酸羟乙酯和羟基乙基甲基丙烯酸酯磷酸酯中的至少一种。
优选地，所述催化剂为新癸酸铋、月桂酸铋、异辛酸铋、环烷酸铋、二月桂酸二丁基锡、双二甲氨基乙基醚、五甲基二乙烯三胺和二甲基环己胺中的至少一种。
优选地，所述油溶性单体为甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸正丙酯、丙烯酸正丙酯、甲基丙烯酸异丙酯、丙烯酸异丙酯、甲基丙烯酸正丁酯、丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸异丁酯、丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸叔丁酯、丙烯酸叔丁酯、甲基丙烯酸正己酯、丙烯酸正己酯、甲基丙烯酸-2-乙基己酯、丙烯酸-2-乙基己酯、甲基丙烯酸月桂酯、丙烯酸月桂酯、甲基丙烯酸环己酯、丙烯酸环己酯、甲基丙烯酸异壬酯、丙烯酸异壬酯、甲基丙烯酸异冰片酯和丙烯酸异冰片酯中的至少一种。优选地，所述水溶性单体为丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯腈、丙烯酰胺、羟甲基丙烯酰胺、衣康酸、丙烯酸羟乙酯和丙烯酸羟丙酯中的至少一种。
优选地，所述引发剂为过硫酸铵、过硫酸钾、过硫酸钠、过氧化氢和叔丁基过氧化物中的至少一种。
另外，本发明还提供一种包含上述电能储存设备的金属表面底胶的导电涂层组合物，其特征在于：还包括正极活性物质和负极活性物质，正极活性物质和负极活性物质与一定比例的底胶混合均匀制成浆料，经涂布设备均匀涂覆在金属表面；所述正极活性物质选自Ni-Mn-Li系的锂复合氧化物、Ni-Co-Li系的锂复合氧化物、钴酸锂、Ni-Co-Mn系的氧化物、尖晶石型锰酸锂、橄榄型磷酸铁锂、TiS2、MnO2、Mn03和V2O5中的至少一种；所述负极活性物质选自聚乙炔、聚吡咯、焦炭、石油焦炭、沥青焦炭、煤焦炭、聚合物碳、碳纤维、乙炔黑等炭黑、碳纳米管、人造石墨、天然石墨、钛酸锂、硅中的至少一种。
与现有技术相比本发明具有以下特点和有益效果：
1、本发明利用异氰酸酯、多元醇及具有羟基的丙烯酸酯单体在20℃-150℃下反应制得一种预聚体。
2、本发明通过使油溶性单体、水溶性单体、预聚体及引发剂在表面活性剂的存在下乳液聚合得到一种电能存储设备中使用的集流体的金属表面底胶。
3、本发明利用正极活性物质和负极活性物质与一定比例的底胶混合均匀制成浆料，经涂布设备均匀涂覆在金属表面，进一步制得电能储存设备的金属表面底胶的导电涂层。金属表面底胶与正负极活性物质粘合性优良、电池极片在电解质溶液中浸泡不溶胀、不脱落，能够长期保持极片尺寸的稳定性。
4、使用本发明提供的集流体的金属表面底胶制成的锂离子电池具有内阻小、极化低、电池容量高等特性。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创新特征、达成目的与功效易于明白了解，下面对本发明进一步说明。
在此记载的实施例为本发明的特定的具体实施方式，用于说明本发明的构思，均是解释性和示例性的，不应解释为对本发明实施方式及本发明范围的限制。除在此记载的实施例外，本领域技术人员还能够基于本申请权利要求书和说明书所公开的内容采用显而易见的其它技术方案，这些技术方案包括采用对在此记载的实施例的做出任何显而易见的替换和修改的技术方案。
本发明实施方案的预聚体是由异氰酸酯、多元醇、具有羟基的丙烯酸酯单体在20-150℃下催化反应得到。
预聚体的反应机理可以解释为：异氰酸酯能与醇、多元醇、聚醚、聚酯等含羟基化合物的活性氢反应，生成氨基甲酸酯。反应过程中异氰酸酯与多元醇交替反应，不断提升预聚体分子量，当异氰酸酯与具有羟基的丙烯酸酯单体反应时，反应终止，同时分子链上引入了双键，便于后续与油溶性单体、水溶性单体发生聚合。
本发明所使用的预聚体中的异氰酸酯选自甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯及氢化二苯基甲烷二异氰酸酯中的至少一种。
本发明所使用的预聚体中的多元醇选自聚己二酸乙二醇酯二醇、聚己二酸乙二醇-丙二醇酯二醇、聚己二酸一缩二乙二醇酯二醇、聚己二酸乙二醇-一缩二乙二醇酯二醇、聚氧化丙烯二醇、聚四氢呋喃二醇、四氢呋喃-氧化丙烯共聚二醇、聚乙二醇、1,4-丁二醇、1,6-己二醇、甘油、三枪甲基丙烷、二甘醇、三甘醇、新戊二醇、山梨醇、二乙胺基乙醇、聚四亚甲基醚二醇等中的至少一种。
本发明所使用的预聚体中具有羟基的丙烯酸酯单体选自丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、丙烯酸羟丁酯、甲基丙烯酸羟乙酯、羟基乙基甲基丙烯酸酯磷酸酯中的至少一种。
本发明所使用的预聚体中催化剂选自新癸酸铋、月桂酸铋、异辛酸铋、环烷酸铋、二月桂酸二丁基锡、双二甲氨基乙基醚、五甲基二乙烯三胺、二甲基环己胺中的至少一种。
本发明提供一种利用上述预聚体制得的电能储存设备的金属表面底胶，制备该底胶的原料的各组分和用量如下：
预聚体：1-70.5份；
油溶性单体：20-95份；
水溶性单体：2.5-20份；
引发剂：0.3-10份；
表面活性剂：0.3-3份。
底胶的反应机理可以解释为：带有不饱和双键的水溶性单体、油溶性单体、预聚体在引发剂的作用下打开分子中的双键，形成自由基，带有自由基的单体和预聚体在分子间进行重复多次的加成反应，把许多单体分子和预聚体连接起来，形成大分子。
本发明所使用的预聚体为1-70.5份，优选3-45份。通过使预聚体的含量为上述范围，底胶的活性物质彼此及活性物质与集流体的粘接性明显提高，集流体可获得充分的柔软性。
本发明所使用的油溶性单体为烯属不饱和单体，如甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸正丙酯、丙烯酸正丙酯、甲基丙烯酸异丙酯、丙烯酸异丙酯、甲基丙烯酸正丁酯、丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸异丁酯、丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸叔丁酯、丙烯酸叔丁酯、甲基丙烯酸正己酯、丙烯酸正己酯、甲基丙烯酸-2-乙基己酯、丙烯酸-2-乙基己酯、甲基丙烯酸月桂酯、丙烯酸月桂酯、甲基丙烯酸环己酯、丙烯酸环己酯、甲基丙烯酸异壬酯、丙烯酸异壬酯、甲基丙烯酸异冰片酯和丙烯酸异冰片酯中等甲基丙烯酸酯类、丙烯酸酯类、苯乙烯、乙酸乙烯酯等中的一种或多种。优选甲基丙烯酸正丁酯、丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸-2-乙基己酯、丙烯酸-2-乙基己酯、甲基丙烯酸月桂酯、丙烯酸月桂酯、苯乙烯、甲基丙烯酸异冰片酯和丙烯酸异冰片酯中的至少一种。
本发明所使用的油溶性单体为20-95份，优选25-90份，更优选28-85份。通过使油溶性单体的含量为上述范围，底胶的活性物质彼此及活性物质与集流体的粘接性提高。
本发明所使用的水溶性单体为水溶性丙烯酸类单体，同时含有可进行自由基聚合的碳碳双键和具有亲水性的羧基、酰胺基、氰基及羟基等基团的单体，如丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯腈、丙烯酰胺、羟甲基丙烯酰胺、衣康酸、丙烯酸羟乙酯和丙烯酸羟丙酯中的一种或多种。优选丙烯酸、丙烯腈、丙烯酰胺、羟甲基丙烯酰胺中的一种或多种。
本发明所使用的水溶性单体优选为3-18份，更优选为3-15份。通过使水溶性单体的含量为上述范围，乳液聚合稳定性或机械稳定性提高，底胶的活性物质彼此及活性物质与集流体的粘接性提高。
本发明所使用的引发剂包括过硫酸铵、过硫酸钾、过硫酸钠、过氧化氢、叔丁基过氧化物等乳液聚合使用的过氧化物引发剂及这些引发剂与亚硫酸氢钠、雕白粉、抗坏血酸等还原剂组合而成的氧化还原聚合引发剂。优选过硫酸钾、过硫酸钾与亚硫酸氢钠中的一种或多种。
本发明涉及的乳液聚合法可包括一次投料进行乳液聚合、种子乳液聚合及连续滴加单体而进行乳液聚合的方法，聚合温度在30-100℃之间。
本发明所用的表面活性剂包括阴离子表面活性剂和非离子表面活性剂。其中阴离子表面活性剂包括烷基苯磺酸盐、烷基硫酸酯盐、聚环氧乙烷基醚硫酸酯盐、脂肪酸盐等，非离子表面活性剂包括聚环氧乙烷烷基醚、聚环氧乙烷烷基苯基醚、聚环氧乙烷多环苯基醚、山梨糖醇酐脂肪酸酯、聚环氧乙烷山梨糖醇酐脂肪酸酯、烷基酚聚氧乙烯醚等，上述表面活性剂可单独使用或组合2种以上使用。
表面活性剂的用量相对于全部单体100份，优选0.3-3份。通过使表面活性剂的含量为上述范围，得到的底胶乳液机械稳定性高、粒径小，不易发生粒子沉降。
通过乳液聚合制备底胶乳液后，也可添加碱性物质来调节底胶的pH值为5-10，优选6-9，用以提高底胶乳液的聚合稳定性、机械稳定性、化学稳定性。这些碱性物质可包括氨、三乙基胺、氢氧化钠、氢氧化锂等，这些碱性物质可单独使用或组合2种以上使用。
本发明还提供一种利用电能储存设备的金属表面底胶与正负极活性物质混合制成匀浆，涂覆在金属表面进而制得电能储存设备的导电涂层组合物。
本发明所适用的正极活性物质包括钴酸锂、Ni-Co-Mn系的氧化物、Ni-Mn-Li系的锂复合氧化物、Ni-Co-Li系的锂复合氧化物等含镍的锂复合氧化物、或尖晶石型锰酸锂、橄榄型磷酸铁锂、TiS2、MnO2、Mn03、V2O5等氧族元素化合物中的一种或多种。
本发明所适用的负极活性物质包括聚乙炔、聚吡咯等导电性聚合物、或焦炭、石油焦炭、沥青焦炭、煤焦炭等焦炭类、聚合物碳、碳纤维、乙炔黑等炭黑、碳纳米管、人造石墨、天然石墨等石墨类、钛酸锂、硅等。
按照下列的实施例可以更详细的描述本发明，但这些实施例不构成对本发明范围的限制。
下面通过几个具体的实施例描述，以进一步理解本发明。
实施例1
预聚体的合成
反应器中，将25份异佛尔酮二异氰酸酯、70份聚己二酸乙二醇酯二醇加热至60℃反应0.5h，加入0.001份二月桂酸二丁基锡，缓慢升温至75℃反应3h，将5份丙烯酸羟乙酯加入到反应体系中，于75℃下反应2h，缓慢降至室温，得到预聚体。
底胶的合成
将40份苯乙烯、40份丙烯酸正丁酯、10.5份预聚体、5份羟甲基丙烯酰胺、4份丙烯酸、0.2份十二烷基硫酸钠、0.1份辛烷基苯酚-10、138份去离子水加入到四口烧瓶中，以800r/min的转速搅拌30min进行预乳化，得到预乳化液，将预乳化液转移至滴液漏斗中，0.5份过硫酸铵溶解于2份去离子水中加入到液滴漏斗中，10份去离子水加入至四口烧瓶，开启搅拌，缓慢升温至80℃，开始同时滴加预乳化液和过硫酸铵溶液，滴加时间为3h，升温至90℃保温1h，缓慢降温至25℃，加入一定量氨水调节pH值为7。
实施例2
按照与实施例1相同的方法合成预聚体。
按照与实施例1相同的方法合成底胶，所不同的是，油溶性单体为40份苯乙烯和40份丙烯酸月桂酯。
实施例3
按照与实施例1相同的方法合成预聚体。
按照与实施例1相同的方法合成底胶，所不同的是，油溶性单体为10份苯乙烯和10份丙烯酸正丁酯，70.5份预聚体。
实施例4
按照与实施例1相同的方法合成预聚体。
按照与实施例1相同的方法合成底胶，所不同的是，油溶性单体为50份苯乙烯和45份丙烯酸正丁酯，0.5份羟甲基丙烯酰胺。
实施例5
按照与实施例1相同的方法合成预聚体。
按照与实施例1相同的方法合成底胶，所不同的是，预聚体的用量为35份，油溶性单体为40份苯乙烯和15.5份丙烯酸正丁酯。
实施例6
按照与实施例1相同的方法合成预聚体。
按照与实施例1相同的方法合成底胶，所不同的是，预聚体的用量为5份，油溶性单体为40份苯乙烯和45.5份丙烯酸正丁酯。
实施例7
按照与实施例1相同的方法合成预聚体。
按照与实施例1相同的方法合成底胶，所不同的是，预聚体的用量为2.2份，油溶性单体为40份苯乙烯和48.3份丙烯酸正丁酯。
实施例8
按照与实施例1相同的方法合成预聚体。
按照与实施例1相同的方法合成底胶，所不同的是，预聚体的用量为50份，油溶性单体为25份苯乙烯和15.5份丙烯酸正丁酯。
实施例9
按照与实施例1相同的方法合成预聚体。
按照与实施例1相同的方法合成底胶，所不同的是，油溶性单体为40份苯乙烯和46份丙烯酸正丁酯，水溶性单体为3份丙烯酸。
实施例10
按照与实施例1相同的方法合成预聚体。
按照与实施例1相同的方法合成底胶，所不同的是，油性单体为34份苯乙烯和40份丙烯酸正丁酯，水溶性单体为10份羟甲基丙烯酰胺。
实施例11
按照与实施例1相同的方法合成预聚体。
按照与实施例1相同的方法合成底胶，所不同的是，水溶性单体为5份羟甲基丙烯酰胺和4份丙烯腈。
实施例12
按照与实施例1相同的方法合成预聚体。
按照与实施例1相同的方法合成底胶，所不同的是，水溶性单体为1.5份羟甲基丙烯酰胺和1份丙烯腈，油溶性单体为苯乙烯46.5，丙烯酸正丁酯40份。
实施例13
按照与实施例1相同的方法合成预聚体。
按照与实施例1相同的方法合成底胶，所不同的是，水溶性单体为5份羟甲基丙烯酰胺和15份丙烯腈。油溶性单体为苯乙烯35，丙烯酸正丁酯34份。
实施例14
按照与实施例1相同的方法合成预聚体。
按照与实施例1相同的方法合成底胶，所不同的是，预聚体的用量为8份，引发剂的用量为3份。
实施例15
按照与实施例1相同的方法合成预聚体。
按照与实施例1相同的方法合成底胶，所不同的是，预聚体的用量为1份，引发剂的用量为10份。
实施例16
按照与实施例1相同的方法合成预聚体。
按照与实施例1相同的方法合成底胶，所不同的是，引发剂为过硫酸钾0.3份、亚硫酸氢钠0.2份。
实施例17
按照与实施例1相同的方法合成预聚体。
按照与实施例1相同的方法合成底胶，所不同的是，预聚体的用量为10.7份，引发剂的用量为0.3份。
实施例18
按照与实施例1相同的方法合成预聚体。
按照与实施例1相同的方法合成底胶，所不同的是，引发剂为0.5份过硫酸钾。
实施例19
按照与实施例1相同的方法合成预聚体，所不同的是，异氰酸酯的用量为40份，多元醇的用量为55份。
按照与实施例1相同的方法合成底胶。
实施例20
按照与实施例1相同的方法合成预聚体，所不同的是，异氰酸酯的用量为60份，多元醇的用量为35份。
按照与实施例1相同的方法合成底胶。
实施例21
按照与实施例1相同的方法合成预聚体，所不同的是，异氰酸酯的用量为20份，具有羟基的丙烯酸酯单体的用量为10份。
按照与实施例1相同的方法合成底胶。
实施例22
按照与实施例1相同的方法合成预聚体，所不同的是，异氰酸酯为25份甲苯二异氰酸酯。
按照与实施例1相同的方法合成底胶。
实施例23
按照与实施例1相同的方法合成预聚体，所不同的是，多元醇为70份聚乙二醇。
按照与实施例1相同的方法合成底胶。
实施例24
按照与实施例1相同的方法合成预聚体，所不同的是，具有羟基的丙烯酸酯单体为5份丙烯酸羟丙酯。
按照与实施例1相同的方法合成底胶。
实施例25
按照与实施例1相同的方法合成预聚体，所不同的是，二月桂酸二丁基锡为0.25份，丙烯酸羟乙酯4.8份。
按照与实施例1相同的方法合成底胶。
实施例26
按照与实施例1相同的方法合成预聚体，所不同的是，二月桂酸二丁基锡为0.5份，丙烯酸羟乙酯4.5份。
按照与实施例1相同的方法合成底胶。
实施例27
按照与实施例1相同的方法合成预聚体，所不同的是，合成温度为20℃。
按照与实施例1相同的方法合成底胶。
实施例28
按照与实施例1相同的方法合成预聚体，所不同的是，合成温度为150℃。
按照与实施例1相同的方法合成底胶。
实施例29
按照与实施例1相同的方法合成预聚体。
按照与实施例1相同的方法合成底胶，所不同的是，预聚体的用量为7.8份，表面活性剂十二烷基硫酸钠用量为2份、辛烷基苯酚-10用量为1份。
实施例30
按照与实施例1相同的方法合成预聚体。
按照与实施例1相同的方法合成底胶，所不同的是，预聚体的用量为9.3份，表面活性剂十二烷基硫酸钠用量为1份、辛烷基苯酚-10用量为0.5份。
对比例1
按照实施例1相同的方法合成底胶，所不同的是，预聚体的用量为0份，油溶性单体为45份苯乙烯和45.5份丙烯酸正丁酯。
对比例2
按照与实施例1相同的方法合成预聚体。
按照实施例1相同的方法合成底胶，所不同的是，油溶性单体为44份苯乙烯和45份丙烯酸正丁酯，水溶性单体的用量为0份。
对比例3
按照与实施例1相同的方法合成预聚体。
按照实施例1相同的方法合成底胶，所不同的是，预聚体的用量为90.5份，油溶性单体的用量为0份。
另外，采用下面的方法进行对比评价。
(1)粘度：使用博力飞旋转粘度计，在液温23℃下，以转速60rpm、31#转子进行测试；
(2)电极剥离强度：以干燥后的涂布量为7mg/cm2的方式将浆料涂布于作为集流体的铜箔或铝箔上，在60℃下加热干燥10min，进一步在120℃下干燥10min，从而获得电极，将所得电极在23℃、50％RH下放置24h，使用双面胶带将电极浆料涂布面与不锈钢板贴合，测定180°剥离强度(剥离宽度25mm，剥离速度100mm/min)，当剥离强度≥15mN/mm时，视为良好。
(3)活性物质剥离量：以3M胶带贴合电极浆料涂布面，缓慢揭掉胶带，观察胶带上残留的活性物质的量，以1-5来评判等级，1为没有残留活性物质，5为残留大量活性物质。
(4)充放电循环特性：在25℃的条件下，重复恒定电流-恒定电压充电(以恒定电流1C充电至上限电压4.2V，并以恒定电压4.2V充电至经过1.5h，和恒定电流1C放电至下限电压2.75V)。电池的充放电高温循环特性以容量维持率作为指标即以第300循环的放电容量相对于第1循环的放电容量的比例作为指标。将容量维持率为85％以上的电池记为充放电循环特性良好。
测试结果见表1。
表1.电池性能测试
由表1可知，实施例1-30与对比例1-3相比，在保证粘度符合使用标准的同时，其电极剥离强度、活性物质剥离量和充放电循环特性等性能都有显著提高。
如表1所示，与没有掺入预聚体的对比例1相比，实施例1-30中合成底胶时掺入了预聚体，所得底胶的粘度和电极剥离强度都比对比例1中电极剥离强度、活性物质剥离量和充放电循环特性等性能更优越。
与没有掺入水溶性单体的对比例2相比，实施例1-30中合成底胶时掺入了水溶性单体，所得底胶的粘度和电极剥离强度都比对比例1中电极剥离强度、活性物质剥离量和充放电循环特性等性能更优越。
与没有掺入油溶性单体的对比例3相比，实施例1-30中合成底胶时掺入了水溶性单体，所得底胶的粘度和电极剥离强度都比对比例1中电极剥离强度、活性物质剥离量和充放电循环特性等性能更优越。

Claims (10)

1.一种电能储存设备的金属表面底胶，其特征在于，所述合成电能储存设备的金属表面底胶的原料的各组分和用量为：
预聚体：1-70.5份；
油溶性单体：20-95份；
水溶性单体：2.5-20份；
引发剂：0.3-10份；
表面活性剂：0.3-3份。
2.根据权利要求1所述的电能储存设备的金属表面底胶，其特征在于：所述预聚体由异氰酸酯：20-60份，多元醇：35-70份，具有羟基的丙烯酸酯单体：4.5-10份和催化剂：0.001-0.5份在20℃-150℃下反应制得。
3.根据权利要求2所述的电能储存设备的金属表面底胶，其特征在于：所述异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯和氢化二苯基甲烷二异氰酸酯中的至少一种。
4.根据权利要求2所述的电能储存设备的金属表面底胶，其特征在于：所述多元醇为聚己二酸乙二醇酯二醇、聚己二酸乙二醇-丙二醇酯二醇、聚己二酸一缩二乙二醇酯二醇、聚己二酸乙二醇-一缩二乙二醇酯二醇、聚氧化丙烯二醇、聚四氢呋喃二醇、四氢呋喃-氧化丙烯共聚二醇、聚乙二醇、1,4-丁二醇、1,6-己二醇、甘油、三羟甲基丙烷、二甘醇、三甘醇、新戊二醇、山梨醇、二乙胺基乙醇和聚四亚甲基醚二醇中的至少一种。
5.根据权利要求2所述的电能储存设备的金属表面底胶，其特征在于：所述具有羟基的丙烯酸酯类单体为丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、丙烯酸羟丁酯、甲基丙烯酸羟乙酯和羟基乙基甲基丙烯酸酯磷酸酯中的至少一种。
6.根据权利要求2所述的电能储存设备的金属表面底胶，其特征在于：所述催化剂为新癸酸铋、月桂酸铋、异辛酸铋、环烷酸铋、二月桂酸二丁基锡、双二甲氨基乙基醚、五甲基二乙烯三胺和二甲基环己胺中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的电能储存设备的金属表面底胶，其特征在于：所述油溶性单体为甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸正丙酯、丙烯酸正丙酯、甲基丙烯酸异丙酯、丙烯酸异丙酯、甲基丙烯酸正丁酯、丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸异丁酯、丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸叔丁酯、丙烯酸叔丁酯、甲基丙烯酸正己酯、丙烯酸正己酯、甲基丙烯酸-2-乙基己酯、丙烯酸-2-乙基己酯、甲基丙烯酸月桂酯、丙烯酸月桂酯、甲基丙烯酸环己酯、丙烯酸环己酯、甲基丙烯酸异壬酯、丙烯酸异壬酯、甲基丙烯酸异冰片酯和丙烯酸异冰片酯中的至少一种。
8.根据权利要求1所述的电能储存设备的金属表面底胶，其特征在于：所述水溶性单体为丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯腈、丙烯酰胺、羟甲基丙烯酰胺、衣康酸、丙烯酸羟乙酯和丙烯酸羟丙酯中的至少一种。
9.根据权利要求1所述的电能储存设备的金属表面底胶，其特征在于：所述引发剂为过硫酸铵、过硫酸钾、过硫酸钠、过氧化氢、叔丁基过氧化物、亚硫酸氢钠、雕白粉和抗坏血酸中的至少一种。
10.一种包含权利要求1-9所述的电能储存设备的金属表面底胶的导电涂层组合物，其特征在于：还包括正极活性物质和负极活性物质，正极活性物质和负极活性物质与一定比例的底胶混合均匀制成浆料，经涂布设备均匀涂覆在金属表面；所述正极活性物质选自Ni-Mn-Li系的锂复合氧化物、Ni-Co-Li系的锂复合氧化物、钴酸锂、Ni-Co-Mn系的氧化物、尖晶石型锰酸锂、橄榄型磷酸铁锂、TiS2、MnO2、Mn03和V2O5中的至少一种；所述负极活性物质选自聚乙炔、聚吡咯、焦炭、石油焦炭、沥青焦炭、煤焦炭、聚合物碳、碳纤维、乙炔黑等炭黑、碳纳米管、人造石墨、天然石墨、钛酸锂、硅中的至少一种。
CN201710938312.0A 2017-10-10 2017-10-10 一种电能储存设备的金属表面底胶及其导电涂层组合物 Active CN107698713B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710938312.0A CN107698713B (zh) 2017-10-10 2017-10-10 一种电能储存设备的金属表面底胶及其导电涂层组合物

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710938312.0A CN107698713B (zh) 2017-10-10 2017-10-10 一种电能储存设备的金属表面底胶及其导电涂层组合物

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN107698713A true CN107698713A (zh) 2018-02-16
CN107698713B CN107698713B (zh) 2020-07-28

Family

ID=61184960

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710938312.0A Active CN107698713B (zh) 2017-10-10 2017-10-10 一种电能储存设备的金属表面底胶及其导电涂层组合物

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107698713B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108424680A (zh) * 2018-03-28 2018-08-21 东莞市同丰高分子材料有限公司 一种高性能自交联丙烯酸树脂环保型阴极电泳漆及制备方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH111676A (ja) * 1997-06-11 1999-01-06 Nippon Polyurethane Ind Co Ltd 電池電極用結着剤、及びその製造方法
CN101007933A (zh) * 2006-01-27 2007-08-01 三星Sdi株式会社 聚氨酯粘合剂及包含它的电极以及采用该电极的锂电池
CN102471449A (zh) * 2009-07-30 2012-05-23 旭硝子株式会社 不饱和氨基甲酸酯低聚物、固化性树脂组合物、透明层叠体及其制造方法
CN105602497A (zh) * 2016-01-26 2016-05-25 浙江中科立德新材料有限公司 聚氨酯改性丙烯酸类水性粘结剂及其制备方法和应用

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH111676A (ja) * 1997-06-11 1999-01-06 Nippon Polyurethane Ind Co Ltd 電池電極用結着剤、及びその製造方法
CN101007933A (zh) * 2006-01-27 2007-08-01 三星Sdi株式会社 聚氨酯粘合剂及包含它的电极以及采用该电极的锂电池
CN102471449A (zh) * 2009-07-30 2012-05-23 旭硝子株式会社 不饱和氨基甲酸酯低聚物、固化性树脂组合物、透明层叠体及其制造方法
CN105602497A (zh) * 2016-01-26 2016-05-25 浙江中科立德新材料有限公司 聚氨酯改性丙烯酸类水性粘结剂及其制备方法和应用

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108424680A (zh) * 2018-03-28 2018-08-21 东莞市同丰高分子材料有限公司 一种高性能自交联丙烯酸树脂环保型阴极电泳漆及制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN107698713B (zh) 2020-07-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106220779B (zh) 丙烯腈共聚物粘合剂及其在锂离子电池中的应用
CN105602497B (zh) 聚氨酯改性丙烯酸类水性粘结剂及其制备方法和应用
CN105378988B (zh) 锂二次电池的电极用粘合剂、电极及锂二次电池
CN110676456B (zh) 一种三维网络结构粘结剂及其制备方法和应用
CN112680147B (zh) 一种电池用粘合剂的制备方法
JP6007263B2 (ja) リチウムイオン二次電池電極用バインダー、スラリー、電極、及びリチウムイオン二次電池
JP5518416B2 (ja) ポリラジカル化合物の製造方法
CN114560973B (zh) 一种锂离子电池正极水性粘结剂及其制备方法
CN104953128B (zh) 一种水性粘合剂及其制备方法，应用了该水性粘合剂的电极片、隔离膜和电池
CN104078707A (zh) 一种锂电池用聚合物电解质材料制备方法及应用
CN1209433C (zh) 锂离子电池水性粘合剂制备方法
CN106848270A (zh) 负极补锂浆料、负极及锂二次电池
JP4597294B2 (ja) ポリマー固体電解質リチウムイオン２次電池
CN106700013A (zh) 一种强极性聚合物粘结剂、合成方法及其在锂电池中的应用
TW417326B (en) Solid-electrolyte secondary battery
JPWO2013154165A1 (ja) 二次電池電極バインダ樹脂、二次電池電極組成物、二次電池電極および二次電池
JPWO2018230599A1 (ja) 組成物、正極用バインダー組成物
CN107925087A (zh) 非水电解质二次电池用的正极材料
CN100424116C (zh) 电化学装置用含硼化合物、离子导电性高分子和高分子电解质
CN106519104A (zh) 聚合物及其制备方法和应用
CN109880017B (zh) 一种含氟聚合物粘结剂及其制备方法和在硅基电极锂离子电池中的应用
CN107698713A (zh) 一种电能储存设备的金属表面底胶及其导电涂层组合物
EP4145577A1 (en) Acrylate, electrolyte raw material composition containing acrylate, electrolyte, and use thereof
JP2011074316A (ja) ポリラジカル化合物
CN115850602A (zh) 一种锂离子电池正极浆料分散剂及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant