PP 兰州石化聚丙烯SP30M
PP 兰州石化聚丙烯SP30M
锂离子电池主要由正极、负极、隔膜、电解液、外壳组成，其工作原理是通过锂离子在电极活性材料中可逆嵌入/脱嵌的氧化还原反应储存和释放电能。锂离子电池正极和负极的制备方法，是将正极活性材料或碳负极材料与电极粘合剂、导电剂、分散介质等一起调配成浆料，涂覆至相应的集流体箔材上，经烘干，辊压，裁切等加工工艺制得。电池充放电过程中，锂离子深入活性材料粒子内部的嵌入/脱出电化学反应，通常会引起活性材料粒子体积的变化。电极粘合剂作为连接电极中各种材料粒子和集流体的纽带，必须具备保持完美抵抗这种变化的能力，这就要求电极粘合剂必须在工作电解液环境中保持不会松驰的弹性，否则，这种变化容易造成电极涂层的剥离或者涂层内各种材料颗粒间相互接触的界面电阻的增加，从而对电池的容量、倍率、内阻、安全性、循环寿命等性能产生显著的影响。因此，电极粘合剂必须确保电极材料粒子相互之间以及材料粒子与集流体之间的良好粘结，这种良好粘结应持续贯穿于电极制作的工艺过程和锂离子电池寿命周期内的工作过程。在电解液存在下，要使电极粘合剂抵抗材料粒子反复膨胀收缩的体积变化、保持良好粘结力，必须通过粘合剂的结构设计，严格控制电极粘合剂对电解液的吸收，电解液的适度吸收一方面可以增塑粘合剂，使其产生弹性，另一方面可控制溶胀程度，以保证电极粘合剂不因过度增塑而消耗电解液、失去弹性。电极粘合剂用量虽少，却是锂离子电池生产不可或缺的成分。由于碳负极材料及铜集流体对水的稳定性佳，负极粘合剂市场大部分已由在环保、工艺、性能、成本等多方面有巨大优势的水性粘合剂占据。正极粘合剂则由于多种性能优良的正极活性材料在水性浆料中呈较强碱性，而作为正极集流体的铝箔为活泼的两性金属材质，既不耐酸、也不耐碱，所以水系碱性浆料在铝箔上的涂覆将使集电体受到严重腐蚀而失去正极应有功能，从而导致正极粘合剂仍以传统的PVDF/NMP溶剂型粘合剂为主。PVDF粘合剂为含氟材料，价格较高，粘结力偏弱，高温分解有放出HF的风险。本领域工作技术人员设计以各种改性聚丙烯腈(PAN)为粘合剂主体树脂，配合NMP溶剂，发展PAN/NMP类新型溶剂型粘合剂体系。PAN为强极性聚合物，与电解液亲和性以及电化学稳定性好，使用PAN替代聚偏氟乙烯(PVDF)可以提高电极活性材料的极性和粘结强度，降低材料成本。但PAN均聚物玻璃化转变温度(Tg≈85℃)高，常温下柔性不足，无法完全满足制备高性能电芯的工艺要求。为了增加PAN的柔韧性，技术人员采用丙烯酸酯类单体与丙烯腈(AN)共聚方法，改善其常温下的柔性以使其满足电芯制备工艺的要求。但丙烯酸酯类单体与电解液中碳酸酯类溶剂的极性和溶解度参数接近，造成PAN共聚物粘合剂在电解液中溶胀度偏大，并致电芯性能劣化。技术实现要素：针对前述问题，本发明提供一种丙烯腈共聚物溶剂型粘合剂，其适用于锂离子电池电极片以及聚烯烃隔膜的改性涂覆的制备；其具有较好的柔性满足电芯制备的工艺要求，同时，其在电解液中的溶胀度保持在特定范围内，以适应电极活性材料在充放电过程中随着锂离子的嵌入\脱出的体积周期性变化，从而提高电池的能量密度和循环性能。本发明的技术方案：本发明要解决的个技术问题是提供一种丙烯腈共聚物粘合剂，所述丙烯腈共聚物粘合剂包含以下重量百分比的结构单元：丙烯腈单元78～95％，丙烯酸酯类单元1～10％，丙烯酰胺类单元2～15％。其中，丙烯腈单元由丙烯腈引入，丙烯酸酯类单元可以由丙烯酸酯类单体引入，丙烯酰胺类单元可以由丙烯酰胺类单体引入。
