干式电极粘结剂及其制备方法与应用与流程

本申请涉及电池，特别是涉及一种干式电极粘结剂及其制备方法与应用。

背景技术：

1、近年来，随着新能源行业和汽车产业的不断发展，人们对电动汽车、电动自行车等用电装置的需求越来大，对其性能要求也越来越高

2、传统的车辆与电池的电极片，常需要采用粘合剂将电极活性物质、导电剂等组分均匀的黏附在集流体上，以使电池在循环充放电过程中维持电极结构的稳定。聚四氟乙烯（ptfe）是常用的电池粘结剂，ptfe不仅与电解液的匹配性良好，还因优异的化学稳定性、热力学稳定性一直备受关注。然而，传统的ptfe粘结剂在电池中的应用仍存在一些局限性：ptfe的lumo能级较低，容易得电子，低电位下易与li等活性离子发生反应，在首次放电过程中出现不可逆的耗锂现象，从而限制了电池的性能，且ptfe微粉易团聚，需在保持在低温、干燥的环境下储存。

3、因此，传统技术仍有待改进。

技术实现思路

1、基于此，本申请提供了一种稳定性较高、且能提高电极导电性的干式电极粘结剂及其制备方法与应用。

2、本申请的一个方面，提供一种干式电极粘结剂的制备方法，包括如下步骤：

3、将苯胺单体、聚四氟乙烯置于溶剂中混合并进行聚合反应，以在所述聚四氟乙烯表面形成聚苯胺；其中，所述溶剂包括水，所述聚合反应在稳定剂和引发剂的作用下进行。

4、上述干式电极粘结剂的制备方法中，将苯胺单体、聚四氟乙烯置于特定的溶剂介质中混合并进行聚合反应，苯胺单体溶于水，而苯胺单体聚合后形成的聚苯胺不溶于水，由此，在聚合反应的同时，形成的聚苯胺会沉积在聚四氟乙烯表面，且在稳定剂的作用下，使聚苯乙烯具有良好分散稳定性，从而形成使聚苯胺均匀包覆聚四氟乙烯，提高了粘结剂的稳定系，且聚苯胺具有良好的导电性。该干式电极粘结剂的制备方法制得的干式电极粘结剂稳定性较高、易于保存，用于制备电极片时，不易团聚，能提高电极片的稳定性，且能提高电极的导电性。

5、且该干式电极粘结剂可以通过干法制备电极片，即可在不加溶剂的情况下制备电极片，如此，可以简化制备工艺，降低制备成本，有利于大规模化生产。

6、在其中一些实施例中，所述稳定剂包括聚乙烯吡咯烷酮，所述引发剂包括无机过氧化物引发剂。

7、在其中一些实施例中，所述苯胺单体与所述聚四氟乙烯的质量比为1：3~3.5。

8、在其中一些实施例中，所述稳定剂、所述引发剂与所述聚四氟乙烯的质量比为0.15~0.17：0.85~0.95：1。

9、在其中一些实施例中，所述将苯胺单体、聚四氟乙烯置于溶剂中混合并进行聚合反应的步骤包括如下步骤：

10、将所述苯胺单体溶于盐酸水溶液中，制备第一混合液；

11、将所述稳定剂溶于水中，制备第二混合液；

12、将所述引发剂溶于盐酸水溶液中，制备第三混合液；

13、保护性氛围下，将所述第二混合液加入所述第一混合液中，然后加入所述聚四氟乙烯，再于冰浴条件下加入所述第三混合液进行所述聚合反应。

14、在其中一些实施例中，所述盐酸水溶液的质量浓度为0.8g.ml-1~1.2g.ml-1。

15、在其中一些实施例中，所述第一混合液的ph值为0.8~1。

16、在其中一些实施例中，所述第二混合液的质量浓度为1.5wt%~2wt%。

17、在其中一些实施例中，所述第三混合液的的ph值为0.8~1。

18、在其中一些实施例中，在所述聚合反应的步骤之后，还包括如下步骤：

19、将所述聚合反应的产物用水洗涤，然后用盐酸溶液浸泡处理，再进行固液分离处理。

20、本申请一实施方式，还提供一种干式电极粘结剂，所述干式电极粘结剂采用上述的干式电极粘结剂的制备方法制得。

21、本申请的另一方面，提供一种电极片，所述电极片包括集流体及设于所述集流体至少一个表面的活性层，所述活性层包括电极活性材料和上述的干式电极粘结剂。

22、在其中一些实施例中，所述干式电极粘结剂的质量占比为0.5%~10%。

23、在其中一些实施例中，所述电极活性材料包括负极活性材料或正极活性材料。

24、在其中一些实施例中，在所述活性层中，所述电极活性材料的质量占比为50%~96%。

25、在其中一些实施例中，所述活性层还包括导电剂，所述导电剂在所述活性层中的质量占比为25%~40%。

26、本申请的又一方面，还提供上述电极片的制备方法，包括如下步骤：

27、将所述电极活性材料和所述干式电极粘结剂混合，制备活性混合料；

28、将所述活性混合料热压至所述集流体的至少一个表面，制备所述电极片。

29、本申请的另一方面，提供一种电池，所述电池包括上述的电极片或上述的电极片的制备方法制得的电极片。

30、本申请的又一方面，还提供一种用电装置，其特征在于，所述用电装置包括如上所述的电池。

1.一种干式电极粘结剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.如权利要求1所述的干式电极粘结剂的制备方法，其特征在于，所述稳定剂包括聚乙烯吡咯烷酮，所述引发剂包括无机过氧化物引发剂。

3.如权利要求2所述的干式电极粘结剂的制备方法，其特征在于，所述苯胺单体与所述聚四氟乙烯的质量比为1：3~3.5；

4.如权利要求2~3任一项所述的干式电极粘结剂的制备方法，其特征在于，所述将苯胺单体、聚四氟乙烯置于溶剂中混合并进行聚合反应的步骤包括如下步骤：

5.如权利要求4所述的干式电极粘结剂的制备方法，其特征在于，所述盐酸水溶液的质量浓度为0.8g.ml-1~1.2g.ml-1；

6.如权利要求1所述的干式电极粘结剂的制备方法，其特征在于，其特征在于，在所述聚合反应的步骤之后，还包括如下步骤：

7.一种干式电极粘结剂，其特征在于，所述干式电极粘结剂采用如权利要求1~6任一项所述的干式电极粘结剂的制备方法制得。

8.一种电极片，其特征在于，所述电极片包括集流体及设于所述集流体至少一个表面的活性层，所述活性层包括电极活性材料和如权利要求7所述的干式电极粘结剂。

9.如权利要求8所述的电极片，其特征在于，在所述活性层中，所述干式电极粘结剂的质量占比为0.5%~10%；和/或

10.如权利要求8~9任一项所述的电极片的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

11.一种电池，其特征在于，所述电池包括如权利要求8~9任一项所述的电极片或如权利要求10所述的电极片的制备方法制得的电极片。

12.一种用电装置，其特征在于，所述用电装置包括如权利要求11所述的电池。