CN108598486A - 锂离子电池水性粘合剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种锂离子电池水性粘合剂,由乳液及分散在乳液中的胶乳粒子组成,所述胶乳粒子是三层结构,内核由低玻璃化转变温度的聚合物组成,中间过渡层是由中等玻璃化转变温度的聚合物组成,外壳层由高玻璃化温度的聚合物组成,从内到外逐渐由软***;乳液的固含量为5~30%,内核聚合物、中间过渡层聚合物、外壳层聚合物的质量比为:(5~30):(20~60):(30~60)。本发明得到的锂离子电池水性粘合剂,其粘合剂以水为分散介质,解决了锂电池用粘合剂的环保问题;采用分别合成内核、过渡层、外壳的合成方法,制备出的粘合剂乳液的机械稳定性好,在分散过程中不会出现团聚等破乳现象;表面张力较低,大大提高分散效率以及成膜性。
Description
技术领域
本发明涉及一种锂离子电池材料领域,主要涉及了一种锂离子电池用水性粘合剂及其制备方法。
背景技术
随着科学技术的发展以及人民物质文化生活水平的提高,人们对可移动的二次电池的要求也越来越高。锂离子二次电池在很多方面能够满足人们对移动电源的使用要求,目前锂离子电池广泛应用于手机数码产品,航模玩具,电动车和汽车等领域。同时,由于锂离子电池符合国家节能减排和可持续发展的方针政策,因此,在新能源规划中,提倡在未来的10-15年里,大力发展锂离子电池。与此同时,随着我国经济发展的持续增长,人们对生活的环境关注度大为提高,因此,在发展任何项目的同时,必须保护我们生存的环境,在环境发展规划中,明确提出:“创新、协调、绿色、开放、共享”五大发展理念,且在重点地区、重点行业推进挥发性有机物总量控制,全国排放总量下降10%以上,并加快产业结构调整,依法淘汰能耗、环保等不达标的产能。由此可见,即便是大力提倡的新能源项目,也必须不以牺牲环境保护为代价进行发展。
而在目前传统年的锂离子电池生成工艺过程中,特别是正极极片的制备过程中,还使用传统的溶剂型粘合剂,即在使用的过程中,需要大量的溶剂作为溶剂来溶解粘合剂,然后在制备过程中再将溶剂用加热的方式蒸发除去,由此不仅造成了极大的能源浪费,还将溶剂排放到大气之中(即使采用现状最好的回收装置,也很难达到100%的回收),对环境造成污染。因此,将粘合剂进行油改水,成了锂离子电池制造过程中的一个不可回避的课题。
目前,国内外研究人员对此做了大量的研究工作,CN01108511.8,CN01108524.X公开了一种粘合剂,但是改粘合剂在实际使用过程中,还存在以下缺点:需要低温烘烤,导致生成效率低,制备的极片脆,柔软性差,导致在电池制备过程中容易折断,并且在制作过程中易产生翘曲,导致电池容易形成废品,增大电池生产成本;CN201410731027.8,CN200910300150.3采用低极性聚合物作为核,高极性聚合物做壳合成出柔软性有改善的锂离子水性粘合剂,但是,由于在采用已有聚合物作为反应核,因此选择性和可设计性差,该产品也没有能够很好的改善锂离子电池制造过程中存在的问题。
发明内容
针对上述现有技术的不足,本发明提供一种具有稳定的结构、表面张力较低的锂离子电池水性粘合剂,第二个目的是提供锂离子电池水性粘合剂的制备方法。
为了解决上述技术问题,本发明采用了如下的技术方案:
一种锂离子电池水性粘合剂,其特征在于:由乳液及分散在乳液中的胶
乳粒子组成,所述胶乳粒子是三层结构,内核由低玻璃化转变温度的聚合物组成,中间过渡层是由中等玻璃化转变温度的聚合物组成,外壳层由高玻璃化温度的聚合物组成,从内到外逐渐由软***;乳液的固含量为5~30%,内核聚合物、中间过渡层聚合物、外壳层聚合物的质量比为:(5~30):(20~60):(30~60)。
进一步的特征是,所述乳液的乳化剂为丙烯酰胺基异丙基磺酸盐、2-烯丙基醚3-羟基丙烷-1-磺酸盐、乙烯基磺酸盐、烯丙基磺酸盐、甲基丙烯酸磺酸盐、苯乙烯磺酸盐中的任一种,或任两种以各自大于百分之零的比例混合,或任三种以各自大于百分之零的比例混合,或任四种以各自大于百分之零的比例混合,或任五种以各自大于百分之零的比例混合,或六种以各自大于百分之零的比例混合而得;其中,盐的阳离子为锂离子、钠离子或者钾离子,整个乳化剂重量为总质量的1~10%。
所述内核的低玻璃化转变温度的聚合物是由玻璃化转变温度低于0℃的
丙烯酸酯类单体或混合物聚合物而成,为丙烯酸乙酯,丙烯酸丙酯,丙烯酸正/异丁酯,丙烯酸正辛酯,丙烯酸2-异辛酯,丙烯酸正/异癸酯,丙烯酸十二烷基酯,丙烯酸十四烷基酯,丙烯酸十六烷基酯,丙烯酸月桂酯,丙烯酸十八酯,丙烯酸二十二烷基酯,丙烯酸异冰片酯,甲基丙烯酸正/异丁酯,甲基丙烯酸2-异辛酯,新癸酸乙烯酯,马来酸二丁酯,甲基丙烯酸十八脂,甲基丙烯酸缩水甘油酯,丙烯酸聚乙二醇单甲醚,甲基丙烯酸聚乙二醇单甲醚,烯丙基聚乙二醇,烯丙基聚丙二醇等中的任一种,或任两种以各自大于百分之零的比例混合,或任三种以各自大于百分之零的比例混合,或任四种以各自大于百分之零的比例混合,直至前述全部组分以各自大于百分之零的比例混合聚合而成。
所述外壳层高玻璃化转变温度的聚合物是由玻璃化温度高于0℃的单体或混合物聚合而成,为丙烯酸,甲基丙烯酸,丙烯酸盐,甲基丙烯酸盐,甲基丙烯酸甲酯,甲基丙烯酸乙酯,丙烯酰胺,甲基丙烯酰胺,亚甲基双丙烯酰胺,衣康酸,马来酸,衣康酸盐,马来酸盐,丙烯酸羟乙酯,甲基丙烯酸羟乙酯,丙烯酸羟丙酯,甲基丙烯酸羟丙酯,丙烯腈,丁烯腈,5-己烯腈,-环己烯-1-腈,2-壬烯腈,醋酸乙烯酯,N-羟甲基丙烯酰胺,羟乙基丙烯酰脲,双丙酮丙烯酰胺,邻苯二甲酸二烯丙酯,二甲基丙烯酸乙二醇酯,三羟甲基丙烷三丙烯酸酯,三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯,乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯,双酚A丙三醇双甲基丙烯酸酯,甘油1,3-二甘油醇酸二丙烯酸酯,1,6-己二醇双丙烯酸酯,二缩丙二醇双丙烯酸酯,三缩丙二醇双丙烯酸酯中的任一种,或任两种以各自大于百分之零的比例混合,或任三种以各自大于百分之零的比例混合,或任四种以各自大于百分之零的比例混合,直至前述全部组分以各自大于百分之零的比例混合聚合而成,其中,盐为钾、钠、锂盐。
所述过渡层聚合物由同时含有内核的低玻璃化转变温度的至少一种单体与外壳层的高玻璃化转变温度的至少一种单体的混合物聚合而成,并包裹在内核表面,形成过渡层结构。
所述粘合剂用的引发剂为过硫酸钾,过硫酸铵,过硫酸钠,亚硫酸钠、
亚硫酸氢钠、偶氮二异庚腈,偶氮二异丁脒盐酸盐(AIBA),偶氮二异丁咪唑啉盐酸盐(AIBI),以及偶氮二异丁腈等中的任一种,或任两种以各自大于百分之零的比例混合,或任三种以各自大于百分之零的比例混合,或任四种以各自大于百分之零的比例混合,直至前述全部组分以各自大于百分之零的比例混合。
所述粘合剂内核聚合物在整个分子中的质量百分比为5~30,玻璃化温度为-60~-10℃,优选-40~-20℃;过渡层聚合物的质量百分比为10~80,玻璃化温度为-20~20℃,优选-10~10℃;外壳层壳聚合物质量百分比为30~80,玻璃化温度为10~80℃,优选20~50℃。
所述粘合剂内核聚合物的玻璃化温度为-40~-20℃;过渡层聚合物的玻璃化温度为-10~10℃;外壳层壳聚合物玻璃化温度为20~50℃。
锂离子电池水性粘合剂的制备方法,其特征在于包括如下步骤,
1)按照工艺要求的组分及配比,准备乳化剂、内核单体或混合物、中间过渡层单体或混合物、外壳层单体或混合物、引发剂以及去离子水;
2)将内核单体或混合物和去离子水,加入反应装置中,搅拌以混合均匀;升温至50℃—80℃,加入引发剂引发聚合,恒温工艺要求的一段时间,如恒温反应0.6—1.5小时;
3)控制滴加中间过渡层单体或混合物的速度,在1-5小时内滴加完成,温度控制在60℃—90℃,并搅拌;然后在60℃—90℃,恒温工艺要求的一段时间,如恒温反应2-5小时;
4)控制滴加外壳层单体或混合物的速度,在1-5小时内滴加完成,加入时温度控制在60℃—90℃,并搅拌;滴加完成后,保持温度在60℃—90℃,恒温工艺要求的一段时间。
与现有技术相比,本发明得到的锂离子电池水性粘合剂及其制备方法具有如下优点:
1、本发明粘合剂以水为分散介质,解决了锂电池用粘合剂的环保问题,是环保型粘合剂。
2、本发明采用分别合成内核,过渡层,外壳的合成方法,制备出的粘合剂乳液的机械稳定性好,在分散过程中不会出现团聚等破乳现象;表面张力较低,更加利于对导电剂和负极材料的分散,大大提高分散效率以及成膜性。
3、本发明的粘合剂乳液具有高固含、低粘度等特点,生产效率高,使用方便;同时该方法制成的粘合剂粘结性能优异,柔韧性好,制备出的负极极片光滑平整,循环性好。
4、本发明在容量发挥和容量保持都优于现有的粘合剂,且利于大规模推广。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进一步说明。
本发明锂离子电池水性粘合剂,由乳液及分散在乳液中的胶乳粒子组成,所述胶乳粒子是三层结构,内核由低玻璃化转变温度的聚合物组成,中间过渡层是由中等玻璃化转变温度的聚合物组成,外壳层由高玻璃化温度的聚合物组成,从内核到外壳层逐渐由软***,硬度逐渐增大;其中,乳液的固含量质量为5~30%,即乳液中固体成分的胶乳粒子的质量百分百为5~30%;内核聚合物、中间过渡层聚合物、外壳层聚合物的质量比为:(5~30):(20~60):(30~60)。
所述乳液的乳化剂为丙烯酰胺基异丙基磺酸盐、2-烯丙基醚3-羟基丙烷-1-磺酸盐、乙烯基磺酸盐、烯丙基磺酸盐、甲基丙烯酸磺酸盐、苯乙烯磺酸盐中的任一种,或任两种以各自大于百分之零的比例混合,或任三种以各自大于百分之零的比例混合,或任四种以各自大于百分之零的比例混合,或任五种以各自大于百分之零的比例混合,或六种以各自大于百分之零的比例混合而得;其中,盐的阳离子为锂离子、钠离子或者钾离子,整个乳化剂质量比为1~10%;
所述内核的低玻璃化转变温度的聚合物是由玻璃化转变温度低于0℃的丙烯酸酯类单体混合物聚合物而成,即为,丙烯酸乙酯,丙烯酸丙酯,丙烯酸正/异丁酯,丙烯酸正辛酯,丙烯酸2-异辛酯,丙烯酸正/异癸酯,丙烯酸十二烷基酯,丙烯酸十四烷基酯,丙烯酸十六烷基酯,丙烯酸月桂酯,丙烯酸十八酯,丙烯酸二十二烷基酯,丙烯酸异冰片酯,甲基丙烯酸正/异丁酯,甲基丙烯酸2-异辛酯,新癸酸乙烯酯,马来酸二丁酯,甲基丙烯酸十八脂,甲基丙烯酸缩水甘油酯,丙烯酸聚乙二醇单甲醚,甲基丙烯酸聚乙二醇单甲醚,烯丙基聚乙二醇,烯丙基聚丙二醇等中的任一种,或任两种以各自大于百分之零的比例混合,或任三种以各自大于百分之零的比例混合,或任四种以各自大于百分之零的比例混合,直至前述全部组分以各自大于百分之零的比例混合聚合而成;
所述外壳层高玻璃化转变温度的聚合物是由玻璃化温度高于0℃的单体混合物聚合而成,即为丙烯酸,甲基丙烯酸,丙烯酸盐,甲基丙烯酸盐,甲基丙烯酸甲酯,甲基丙烯酸乙酯,丙烯酰胺,甲基丙烯酰胺,亚甲基双丙烯酰胺,衣康酸,马来酸,衣康酸盐,马来酸盐,丙烯酸羟乙酯,甲基丙烯酸羟乙酯,丙烯酸羟丙酯,甲基丙烯酸羟丙酯,丙烯腈,丁烯腈,5-己烯腈,-环己烯-1-腈,2-壬烯腈,醋酸乙烯酯,N-羟甲基丙烯酰胺,羟乙基丙烯酰脲,双丙酮丙烯酰胺,邻苯二甲酸二烯丙酯,二甲基丙烯酸乙二醇酯,三羟甲基丙烷三丙烯酸酯,三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯,乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯,双酚A丙三醇双甲基丙烯酸酯,甘油1,3-二甘油醇酸二丙烯酸酯,1,6-己二醇双丙烯酸酯,二缩丙二醇双丙烯酸酯,三缩丙二醇双丙烯酸酯中的任一种,或任两种以各自大于百分之零的比例混合,或任三种以各自大于百分之零的比例混合,或任四种以各自大于百分之零的比例混合,直至前述全部组分以各自大于百分之零的比例混合聚合而成,其中,盐为钾、钠、锂盐;
所述过渡层聚合物由同时含有内核的低玻璃化转变温度的聚合物与外壳层的高玻璃化转变温度的聚合物的至少一种单体或多种单体混合物聚合而成,并包裹在内核表面,至少形成一层过渡层结构;
所述粘合剂用的引发剂为过硫酸钾,过硫酸铵,过硫酸钠,亚硫酸钠、亚硫酸氢钠、偶氮二异庚腈,偶氮二异丁脒盐酸盐(AIBA),偶氮二异丁咪唑啉盐酸盐(AIBI),以及偶氮二异丁腈等中的任一种,或任两种以各自大于百分之零的比例混合,或任三种以各自大于百分之零的比例混合,或任四种以各自大于百分之零的比例混合,直至前述全部组分以各自大于百分之零的比例混合。
所述粘合剂内核结构在整个分子中的质量百分比为5~30,玻璃化温度为-60~-10℃,优选-40~-20℃;过渡层的质量百分比为20~60,玻璃化温度为-20~20℃,优选-10~10℃;壳结构质量百分比为30~60,玻璃化温度为10~80℃,优选20~50℃;
所述粘合剂的固含为8-30%,粘度在5000-100000mpas。
锂离子电池水性粘合剂的制备方法,其特征在于包括如下步骤,
1)按照工艺要求的组分及配比,准备乳化剂、内核单体或混合物、中间过渡层单体或混合物、外壳层单体或混合物、引发剂以及去离子水;
2)将内核单体或混合物和去离子水,加入反应装置中,搅拌以混合均匀;升温至50℃—80℃,加入引发剂引发聚合,恒温工艺要求的一段时间,如恒温反应0.6—1.5小时;
3)控制滴加中间过渡层单体或混合物的速度,在1-5小时内滴加完成,温度控制在60℃—90℃,并搅拌;然后在60℃—90℃,恒温工艺要求的一段时间,如恒温反应2-5小时;
4)控制滴加外壳层单体或混合物的速度,在1-5小时内滴加完成,加入时温度控制在60℃—90℃,并搅拌;滴加完成后,保持温度在60℃—90℃,恒温工艺要求的一段时间,如恒温反应2-5小时。
实施例1:
本实施例,采用乙烯基磺酸钠为反应性乳化剂单体,内核单体采用丙烯酸乙酯,过渡层单体采用丙烯酸乙酯,丙烯酸甲酯与丙烯酸,外壳单体采用丙烯酸,丙烯酰胺和甲基丙烯酸甲酯,将单体,引发剂按照核,过渡层,外壳分别标识为A,B,C,其具体组成如下:
A:乙烯基磺酸钠5g,丙烯酸乙酯20g,去离子水141.6克;
B:丙烯酸5克,丙烯酸乙酯25克,丙烯酸甲酯10克,过硫酸钠0.3克,去离子水226.6克;
C:甲基丙烯酸甲酯15克,丙烯酰胺10克,丙烯酸10克,过硫酸钠0.3克,去离子水198.3克。
上述锂离子电池用粘合剂乳液的制备方法为:依次加入A单体混合物,搅拌,转速200rpm,氮气保护,升温至75℃,加入过硫酸钠0.2克,引发聚合,反应时间1小时,然后缓慢滴加B组分单体(滴加时需要保持搅拌),滴加时温度控制在78℃,3小时滴加完全,然后78℃恒温30min,最后滴加C组分单体(滴加时需要搅拌),控制滴加温度78℃,3小时滴加完全,然后升温至82℃,并恒温3小时,即制备得到上述成分的核壳型水性粘合剂,粘度在5000-6500厘泊。
实施例2:
本实施案例采用上述案例的工艺方法,与1的不同之处在于引发剂采用过硫酸铵,其余一样,该方法制得的乳液粘度略大,粘度在6000-8000厘泊。
本实施例合成的粘合剂乳液200g,去离子水500g,慢速搅拌10分钟,然后加入导电剂30g,高速分散60分钟,再分2次加入锰酸锂,1440g,高速分散120分钟,值得的锰酸锂浆料固含69%,粘度6500,放置24h后无明显沉淀,将其涂布在铝箔上,表观均匀,附着力好。
本实施例合成的粘合剂乳液200g,去离子水500g,慢速搅拌10分钟,然后加入导电剂30g,高速分散60分钟,再分2次加入三元正极材料(NCM523),1440g,高速分散120分钟,值得的锰酸锂浆料固含69%,粘度4000,放置24h后无明显沉淀,将其涂布在铝箔上,表观均匀,附着力好。
本实施例合成的粘合剂乳液,负极材料选用人造石墨。整个负极浆料材料的配比为粘合剂乳液为3.0%、BTR518为95.5%、导电剂为1%,浆料为高固含55%。制成的负极极片平滑,面密度高。
实施例3:
本实施例粘合剂的制备方法与1基本相同,不同之处在于引发剂采用过硫酸胺,并且单体A,B,C组分不同:采用2-烯丙基醚3-羟基丙烷-1-磺酸钠为反应性乳化剂单体,内核单体采用丙烯酸乙酯,丙烯酸丁酯和丙烯酸异辛酯混合物,过渡层单体采用丙烯酸丁酯、丙烯酸锂,丙烯酰胺和丙烯酸,外壳单体采用丙烯酸,甲基丙烯酸锂,丙烯酰胺和甲基丙烯酸甲酯,将单体,引发剂按照核,过渡层,外壳分别标识为A,B,C,其具体组成如下:
A:2-烯丙基醚3-羟基丙烷-1-磺酸钠4g,丙烯酸乙酯8g,丙烯酸丁酯3克,丙烯酸异辛酯2克,去离子水96.3克;
B:丙烯酸锂5克,丙烯酸丁酯15克,丙烯酸5克,丙烯酰胺10克,过硫酸胺0.3克,去离子水198.3克;
C:丙烯酸12克,甲基丙烯酸锂5克,丙烯酰胺20克,甲基丙烯酸甲酯11克,过硫酸铵0.3克,去离子水272克。
上述锂离子电池用粘合剂乳液的制备方法为:依次加入A单体混合物,搅拌,转速200rpm,氮气保护,升温至72℃,加入过硫酸钠0.2克,引发聚合,反应时间1小时,然后缓慢B组分单体(滴加时需要保持搅拌),滴加时温度控制在76℃,3小时滴加完全,然后76℃恒温1小时,最后滴加C组分单体(滴加时需要搅拌),控制滴加温度76℃,3小时滴加完全,然后升温至80℃,并恒温6小时,即制备得到上述成分的核壳型水性粘合剂,固含为15%。
该实施例在核和过渡层中引入了柔韧性更好的丙烯酸丁酯,因此制得的粘合剂成膜更柔软,弹性优异。
实施例4:
本实施例与实施例3的方法工艺基本相同,主要变化在使用的引发剂为偶氮二异盐酸盐,反应温度控制在50-60℃,整体反应时间延长6h,制备的粘合剂乳液粘度较大,流动性好,有耐水性,该粘合剂的热稳定性优异,分解温度高。
实施例5:
本实施例粘合剂的制备方法与1基本相同,不同之处在于引发剂采用过硫酸胺,并且单体A,B,C组分不同:采用2-烯丙基醚3-羟基丙烷-1-磺酸钠为反应性乳化剂单体,内核单体采用丙烯酸月桂酸酯,丙烯酸丁酯和丙烯酸异辛酯混合物,过渡层单体采用丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯,丙烯酸锂,和丙烯酸,外壳单体采用丙烯酸,甲基丙烯酸锂,丙烯酰胺和丙烯腈,将单体,引发剂按照核,过渡层,外壳分别标识为A,B,C,其具体组成如下:
A:2-烯丙基醚3-羟基丙烷-1-磺酸钠5g,丙烯酸月桂酸酯2g,丙烯酸丁酯5克,丙烯酸异辛酯4克,去离子水90.3克;
B:丙烯酸锂8克,丙烯酸丁酯10克,丙烯酸异辛酯2克,丙烯酸7克,过硫酸胺0.3克,去离子水153克;
C:丙烯酸10克,甲基丙烯酸锂9克,丙烯酰胺20克,丙烯腈11克,过硫酸铵0.3克,去离子水283克。
上述锂离子电池用粘合剂乳液的制备方法为:依次加入A单体混合物,搅拌,转速200rpm,氮气保护,升温至72℃,加入过硫酸钠0.2克,引发聚合,反应时间1小时,然后缓慢B组分单体(滴加时需要保持搅拌),滴加时温度控制在76℃,3小时滴加完全,然后76℃恒温1小时,最后滴加C组分单体(滴加时需要搅拌),控制滴加温度76℃,3小时滴加完全,然后升温至80℃,并恒温6小时,即制备得到上述成分的核壳型水性粘合剂,固含为15%。
该实施例在核和过渡层中引入了柔韧性更好的丙烯酸异辛酯和丙烯酸月桂酸酯,因此制得的粘合剂成膜更柔软,弹性优异。
实施例6
本实施例与实施例3的方法工艺基本相同,主要变化在使用的引发剂为过硫酸钠,制备的粘合剂乳液粘度较大,流动性好,有耐水性,该粘合剂的热稳定性优异,分解温度高。
实施例7:
本实施例与实施例3的方法工艺基本相同,主要变化在使用的引发剂为偶氮二异丁咪唑啉盐酸盐(简称AIBA),反应温度控制在50-60℃,整体反应时间延长6h,制备的粘合剂乳液粘度较大,流动性好,有耐水性,该粘合剂的热稳定性优异,分解温度高。
最后需要说明的是,以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制技术方案,尽管申请人参照较佳实施例对本发明进行了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,那些对本发明的技术方案进行修改或者等同替换,而不脱离本技术方案的宗旨和范围,均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (9)
1.一种锂离子电池水性粘合剂,其特征在于:由乳液及分散在乳液中的胶乳粒子组成,所述胶乳粒子是三层结构,内核由低玻璃化转变温度的聚合物组成,中间过渡层是由中等玻璃化转变温度的聚合物组成,外壳层由高玻璃化温度的聚合物组成,从内到外逐渐由软***;乳液的固含量质量为5~30%,内核聚合物、中间过渡层聚合物、外壳层聚合物的质量比为:(5~30):(20~60):(30~60)。
2.根据权利要求1所述的锂离子电池水性粘合剂,其特征在于,所述乳液的乳化剂为丙烯酰胺基异丙基磺酸盐、2-烯丙基醚3-羟基丙烷-1-磺酸盐、乙烯基磺酸盐、烯丙基磺酸盐、甲基丙烯酸磺酸盐、苯乙烯磺酸盐中的任一种,或任两种以各自大于百分之零的比例混合,或任三种以各自大于百分之零的比例混合,或任四种以各自大于百分之零的比例混合,或任五种以各自大于百分之零的比例混合,或六种以各自大于百分之零的比例混合而得;其中,盐的阳离子为锂离子、钠离子或者钾离子,整个乳化剂用量为总质量的1~10%。
3.根据权利要求1或2所述的锂离子电池水性粘合剂,其特征在于,所述内核的低玻璃化转变温度的聚合物是由玻璃化转变温度低于0℃的丙烯酸酯类单体或混合物聚合物而成,即为丙烯酸乙酯,丙烯酸丙酯,丙烯酸正/异丁酯,丙烯酸正辛酯,丙烯酸2-异辛酯,丙烯酸正/异癸酯,丙烯酸十二烷基酯,丙烯酸十四烷基酯,丙烯酸十六烷基酯,丙烯酸月桂酯,丙烯酸十八酯,丙烯酸二十二烷基酯,丙烯酸异冰片酯,甲基丙烯酸正/异丁酯,甲基丙烯酸2-异辛酯,新癸酸乙烯酯,马来酸二丁酯,甲基丙烯酸十八脂,甲基丙烯酸缩水甘油酯,丙烯酸聚乙二醇单甲醚,甲基丙烯酸聚乙二醇单甲醚,烯丙基聚乙二醇,烯丙基聚丙二醇中的任一种,或任两种以各自大于百分之零的比例混合,或任三种以各自大于百分之零的比例混合,或任四种以各自大于百分之零的比例混合,直至前述全部组分以各自大于百分之零的比例混合聚合而成。
4.根据权利要求1或2所述的锂离子电池水性粘合剂,其特征在于,所述外壳层高玻璃化转变温度的聚合物是由玻璃化温度高于0℃的单体或混合物聚合而成,为丙烯酸,甲基丙烯酸,丙烯酸盐,甲基丙烯酸盐,甲基丙烯酸甲酯,甲基丙烯酸乙酯,丙烯酰胺,甲基丙烯酰胺,亚甲基双丙烯酰胺,衣康酸,马来酸,衣康酸盐,马来酸盐,丙烯酸羟乙酯,甲基丙烯酸羟乙酯,丙烯酸羟丙酯,甲基丙烯酸羟丙酯,丙烯腈,丁烯腈,5-己烯腈,-环己烯-1-腈,2-壬烯腈,醋酸乙烯酯,N-羟甲基丙烯酰胺,羟乙基丙烯酰脲,双丙酮丙烯酰胺,邻苯二甲酸二烯丙酯,二甲基丙烯酸乙二醇酯,三羟甲基丙烷三丙烯酸酯,三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯,乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯,双酚A丙三醇双甲基丙烯酸酯,甘油1,3-二甘油醇酸二丙烯酸酯,1,6-己二醇双丙烯酸酯,二缩丙二醇双丙烯酸酯,三缩丙二醇双丙烯酸酯中的任一种,或任两种以各自大于百分之零的比例混合,或任三种以各自大于百分之零的比例混合,或任四种以各自大于百分之零的比例混合,直至前述全部组分以各自大于百分之零的比例混合聚合而成,其中,盐为钾、钠、锂盐。
5.根据权要求1或2所述的锂离子电池水性粘合剂,其特征在于,所述过渡层聚合物由同时含有内核的至少一种单体与外壳层的至少一种单体的混合物聚合而成,并包裹在内核表面,形成过渡层结构。
6.根据权要求1所述的锂离子电池水性粘合剂,其特征在于,所述粘合剂用的引发剂为过硫酸钾,过硫酸铵,过硫酸钠,亚硫酸钠、亚硫酸氢钠、偶氮二异庚腈,偶氮二异丁脒盐酸盐(AIBA),偶氮二异丁咪唑啉盐酸盐(AIBI),以及偶氮二异丁腈等中的任一种,或任两种以各自大于百分之零的比例混合,或任三种以各自大于百分之零的比例混合,或任四种以各自大于百分之零的比例混合,直至前述全部组分以各自大于百分之零的比例混合。
7.根据权要求1、2、6任一所述的锂离子电池水性粘合剂,其特征在于,所述粘合剂内核聚合物在整个分子中的质量百分比为5~30,玻璃化温度为-60~-10℃;过渡层聚合物的质量百分比为10~80,玻璃化温度为-20~20℃,;外壳层壳聚合物质量百分比为30~80,玻璃化温度为10~80℃。
8.根据权要求7所述的锂离子电池水性粘合剂,其特征在于,所述粘合剂内核聚合物的玻璃化温度为-40~-20℃;过渡层聚合物的玻璃化温度为-10~10℃;外壳层壳聚合物玻璃化温度为20~50℃。
9.锂离子电池水性粘合剂的制备方法,其特征在于包括如下步骤,
1)按照工艺要求的组分及配比,准备乳化剂、内核单体或混合物、中间过渡层单体或混合物、外壳层单体或混合物、引发剂以及去离子水;
2)将内核单体或混合物和去离子水,加入反应装置中,搅拌以混合均匀;升温至50℃—80℃,加入引发剂引发聚合,恒温工艺要求的一段时间;
3)控制滴加中间过渡层单体或混合物的速度,在1-5小时内滴加完成,温度控制在60℃—90℃,并搅拌;然后在60℃—90℃,恒温工艺要求的一段时间;
4)控制滴加外壳层单体或混合物的速度,在1-5小时内滴加完成,加入时温度控制在60℃—90℃,并搅拌;滴加完成后,保持温度在60℃—90℃,恒温工艺要求的一段时间。
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