本發明(ming)涉及(ji)一種鋰二(er)(er)次電(dian)池(chi)用(yong)粘合(he)劑及(ji)使用(yong)其的(de)(de)鋰二(er)(er)次電(dian)池(chi)用(yong)電(dian)極。具體(ti)而言，本發明(ming)涉及(ji)包含用(yong)丙烯(xi)酸(suan)類聚(ju)(ju)合(he)物改性的(de)(de)聚(ju)(ju)四(si)氟乙烯(xi)的(de)(de)鋰二(er)(er)次電(dian)池(chi)用(yong)粘合(he)劑及(ji)使用(yong)其的(de)(de)鋰二(er)(er)次電(dian)池(chi)用(yong)電(dian)極。本申(shen)請要求于2022年9月15日遞交(jiao)的(de)(de)韓國(guo)專利申(shen)請no.10-的(de)(de)優先(xian)權(quan)權(quan)益，其全部內容作為本說(shuo)明(ming)書的(de)(de)一部分并入。

背景技術：

1、隨著(zhu)技術的(de)(de)發展和移動(dong)設備(bei)需求(qiu)(qiu)的(de)(de)增(zeng)加(jia)，對作為能源(yuan)的(de)(de)二次(ci)電池(chi)的(de)(de)需求(qiu)(qiu)也在(zai)迅速增(zeng)加(jia)。在(zai)二次(ci)電池(chi)中，能量密度和電壓(ya)高、循環壽命長且自放電率低(di)的(de)(de)鋰(li)二次(ci)電池(chi)已被廣泛(fan)應用于商(shang)業領(ling)域。

2、在鋰二次電(dian)池用(yong)(yong)電(dian)極(ji)的(de)(de)制(zhi)造(zao)過程(cheng)中(zhong)，將電(dian)極(ji)活性(xing)(xing)材(cai)(cai)(cai)料、導電(dian)材(cai)(cai)(cai)料和粘合(he)劑(ji)混(hun)合(he)以制(zhi)備包(bao)含電(dian)極(ji)活性(xing)(xing)材(cai)(cai)(cai)料的(de)(de)混(hun)合(he)物。將混(hun)合(he)物施涂到電(dian)極(ji)集流體(ti)上后，使用(yong)(yong)諸如(ru)軋(ya)輥(gun)(gun)(gun)等(deng)設備對(dui)混(hun)合(he)物進行加壓(ya)，以制(zhi)成電(dian)極(ji)。當諸如(ru)聚四氟乙(yi)烯(ptfe)等(deng)粘合(he)劑(ji)被輥(gun)(gun)(gun)壓(ya)時，由于在與軋(ya)輥(gun)(gun)(gun)接(jie)觸的(de)(de)表面(mian)(mian)周圍施加了剪切力，會(hui)(hui)發生纖維化。這種纖維化是沿著軋(ya)輥(gun)(gun)(gun)前進的(de)(de)方向(機(ji)器方向(md))進行的(de)(de)，相對(dui)而言，主要是在電(dian)極(ji)表面(mian)(mian)的(de)(de)粘合(he)劑(ji)周圍形成的(de)(de)。盡管(guan)粘合(he)劑(ji)已(yi)纖維化，但電(dian)極(ji)中(zhong)的(de)(de)電(dian)極(ji)活性(xing)(xing)材(cai)(cai)(cai)料、導電(dian)材(cai)(cai)(cai)料和粘合(he)劑(ji)仍以小顆粒的(de)(de)形式(shi)存在，因此電(dian)極(ji)可(ke)能(neng)缺(que)乏耐(nai)久性(xing)(xing)。電(dian)極(ji)的(de)(de)耐(nai)用(yong)(yong)性(xing)(xing)關系到電(dian)極(ji)的(de)(de)使用(yong)(yong)壽命，而電(dian)極(ji)的(de)(de)使用(yong)(yong)壽命會(hui)(hui)直接(jie)影(ying)響電(dian)池的(de)(de)性(xing)(xing)能(neng)。

3、隨著使用者對高能量密度(du)(du)二次(ci)電(dian)池(chi)需求的(de)快速增長，相(xiang)關技術領域一直在研究(jiu)更厚(hou)(hou)的(de)電(dian)極(ji)(ji)(厚(hou)(hou)膜電(dian)極(ji)(ji))。常規的(de)電(dian)極(ji)(ji)制(zhi)造方法(fa)是濕(shi)法(fa)涂(tu)覆含有電(dian)極(ji)(ji)活性材料(liao)(liao)的(de)漿料(liao)(liao)，其中在干(gan)燥過程中導(dao)電(dian)材料(liao)(liao)和(he)(he)粘合劑遷移到涂(tu)層的(de)頂部，因(yin)(yin)此，在增加電(dian)極(ji)(ji)厚(hou)(hou)度(du)(du)的(de)同(tong)時保持制(zhi)造電(dian)極(ji)(ji)的(de)質量并不容易，原因(yin)(yin)在于較差的(de)導(dao)電(dian)性以(yi)及集流(liu)體和(he)(he)電(dian)極(ji)(ji)活性材料(liao)(liao)之(zhi)間的(de)粘附(fu)(fu)力(li)(li)低。除非最大程度(du)(du)地(di)發揮纖維化粘合劑的(de)功能，否(fou)則，即使是以(yi)干(gan)法(fa)制(zhi)造電(dian)極(ji)(ji)的(de)新方法(fa)也缺乏(fa)電(dian)極(ji)(ji)活性材料(liao)(liao)顆粒、導(dao)電(dian)材料(liao)(liao)和(he)(he)粘合劑之(zhi)間的(de)粘附(fu)(fu)力(li)(li)，因(yin)(yin)此難以(yi)制(zhi)造具有高厚(hou)(hou)度(du)(du)的(de)耐用電(dian)極(ji)(ji)。

4、因此，本發(fa)明的(de)(de)發(fa)明人經(jing)過不斷(duan)研(yan)究完(wan)成了本發(fa)明，即(ji)在使用(yong)干法(fa)的(de)(de)同時通過提高粘合劑的(de)(de)功(gong)能來(lai)制造耐用(yong)厚膜電極的(de)(de)方法(fa)。

5、[現有技(ji)術文獻]

6、[專利文獻]

7、(專(zhuan)利文獻1)韓國專(zhuan)利申請no.10-

技術實現思路

1、技術問題

2、本發明旨在提供一種包含用(yong)丙烯(xi)酸類聚合物(wu)改性的聚四氟乙烯(xi)的鋰(li)(li)二(er)次(ci)電(dian)(dian)池(chi)用(yong)粘合劑(ji)及使用(yong)其的鋰(li)(li)二(er)次(ci)電(dian)(dian)池(chi)用(yong)電(dian)(dian)極，所述粘合劑(ji)易于(yu)處理，并且可以在施用(yong)后(hou)提高(gao)電(dian)(dian)池(chi)的功(gong)能。

3、技術方案

4、根據(ju)本發明的(de)第一(yi)方(fang)面，提供了一(yi)種(zhong)鋰二次電池用粘合劑，其包(bao)含具有(you)涂(tu)覆(fu)有(you)丙烯酸類聚合物(wu)的(de)聚四氟(fu)乙烯結構的(de)復合顆粒。

5、在(zai)本發明的一個實施方式中(zhong)，所(suo)述(shu)復合(he)顆粒的平均粒徑為0.01μm至2μm。

6、在本發(fa)明的(de)一(yi)個實施方式中，所述丙(bing)烯酸(suan)類聚合物(wu)是包含(han)丙(bing)烯酸(suan)烷(wan)基酯、甲基丙(bing)烯酸(suan)烷(wan)基酯或其組(zu)合的(de)單體的(de)聚合物(wu)，并且其中所述烷(wan)基是具有(you)1至10個碳原子的(de)烷(wan)基。

7、在本發明的一個(ge)實施方式中，所述丙(bing)烯酸類(lei)聚(ju)合物的玻璃化(hua)轉變溫度為60℃至150℃。

8、在本發明(ming)的(de)一個(ge)實(shi)施(shi)方式中，所述(shu)丙烯酸類聚合物的(de)重均(jun)分子量為10,000g/mol至300,000g/mol。

9、在本發明的(de)一個實施(shi)方式中，所述丙烯酸類聚(ju)合物是(shi)基于所述單體的(de)總(zong)重(zhong)量(liang)包(bao)含40重(zhong)量(liang)％至90重(zhong)量(liang)％的(de)甲基丙烯酸甲酯(zhi)的(de)單體的(de)共聚(ju)物。

10、在本發明的一(yi)個實施方式中，所述(shu)丙烯(xi)酸(suan)類聚合物是包含甲(jia)基丙烯(xi)酸(suan)甲(jia)酯和丙烯(xi)酸(suan)正丁酯的單體的共聚物。

11、在本發明的(de)一個實施方式(shi)中，基(ji)于所(suo)述(shu)復合(he)顆粒的(de)總重(zhong)量(liang)(liang)，所(suo)述(shu)丙烯酸類聚(ju)合(he)物以5重(zhong)量(liang)(liang)％至(zhi)40重(zhong)量(liang)(liang)％的(de)量(liang)(liang)涂覆在聚(ju)四氟乙烯上。

12、在本(ben)發(fa)明的一(yi)個實施方(fang)式中(zhong)，基于100重量份(fen)(fen)的甲基丙烯酸(suan)甲酯，所述丙烯酸(suan)正丁酯的含(han)量為10重量份(fen)(fen)至(zhi)60重量份(fen)(fen)。

13、在本發(fa)明(ming)的一個實施方式中，所述(shu)單體(ti)還包含丙(bing)烯酸(suan)或甲基丙(bing)烯酸(suan)。

14、在本發明的(de)一個實施方式中，基于所(suo)述單體的(de)總重量(liang)，所(suo)述丙烯(xi)酸(suan)(suan)或甲基丙烯(xi)酸(suan)(suan)的(de)含量(liang)為0.1重量(liang)％至(zhi)40重量(liang)％。

15、在本發明的一個實施方(fang)式(shi)中(zhong)，所述聚(ju)四氟乙(yi)烯(xi)的標準比重(ssg)為(wei)2.3以下。

16、根據本發明(ming)的(de)第(di)二方(fang)面(mian)，提(ti)供了一種鋰二次電(dian)池用電(dian)極，其通過以下方(fang)式制備：將上述粘合(he)劑、電(dian)極活性材料(liao)和導(dao)電(dian)材料(liao)混(hun)合(he)，然后(hou)將它們壓制。

17、在(zai)本發(fa)明(ming)的一個實施方(fang)式中，基于所(suo)述(shu)粘合劑(ji)、所(suo)述(shu)電極活性材(cai)料和所(suo)述(shu)導電材(cai)料的總重(zhong)量，所(suo)述(shu)電極中的所(suo)述(shu)粘合劑(ji)的含量為0.1重(zhong)量％至10重(zhong)量％。

18、發明效果

19、通過用丙烯酸類聚合(he)(he)(he)物對聚四氟乙烯進(jin)行(xing)改性，本(ben)發(fa)明(ming)的一個實施方(fang)式的鋰二次(ci)電池用粘合(he)(he)(he)劑(ji)可以解決諸如在常規(gui)粘合(he)(he)(he)劑(ji)處理時可能發(fa)生的凝集等問題(ti)。

20、另(ling)外，使用(yong)所述粘合劑(ji)制備的(de)電(dian)極具有優異的(de)物理性質，例(li)如(ru)低厚度(du)偏差(cha)和高(gao)抗張強度(du)，并(bing)且當(dang)將所述電(dian)極應用(yong)于電(dian)池時，可以改(gai)善電(dian)池的(de)性能，例(li)如(ru)容量(liang)保(bao)持率。

技術特征：

1.一種鋰(li)二次電池(chi)用粘合劑(ji)，其(qi)包含(han)復合顆粒，所述復合顆粒具有涂覆有丙(bing)烯酸類聚(ju)合物(wu)的聚(ju)四氟乙烯結構。

2.如權利要求(qiu)1所述(shu)的粘合(he)劑，其中(zhong)，所述(shu)復合(he)顆粒的平均粒徑為0.01μm至2μm。

3.如(ru)權利要(yao)求1所述(shu)的(de)(de)粘(zhan)合(he)劑(ji)，其(qi)中(zhong)，所述(shu)丙(bing)烯(xi)酸類聚合(he)物是(shi)包含丙(bing)烯(xi)酸烷(wan)基酯、甲基丙(bing)烯(xi)酸烷(wan)基酯或其(qi)組合(he)的(de)(de)單體的(de)(de)聚合(he)物，并且

4.如權利(li)要求1所述(shu)的粘合劑，其中，所述(shu)丙烯酸類聚合物的玻(bo)璃化轉變溫度(du)為60℃至150℃。

5.如權(quan)利(li)要(yao)求(qiu)1所述的粘合(he)劑，其中(zhong)，所述丙烯酸類聚(ju)合(he)物的重均分子量為(wei)10000g/mol至300000g/mol。

6.如權利要求3所(suo)(suo)述的(de)粘(zhan)合劑，其中，所(suo)(suo)述丙烯(xi)酸(suan)(suan)類聚合物是基于所(suo)(suo)述單體(ti)的(de)總重(zhong)(zhong)量包(bao)含40重(zhong)(zhong)量％至(zhi)90重(zhong)(zhong)量％的(de)甲基丙烯(xi)酸(suan)(suan)甲酯的(de)單體(ti)的(de)共聚物。

7.如權(quan)利要求6所述的粘合劑(ji)，其(qi)中，所述丙(bing)烯(xi)酸類聚合物是包含甲基(ji)丙(bing)烯(xi)酸甲酯(zhi)和丙(bing)烯(xi)酸正(zheng)丁(ding)酯(zhi)的單體的共聚物。

8.如權利(li)要求1所(suo)述的粘合(he)劑，其中(zhong)，基于(yu)所(suo)述復合(he)顆粒的總重量(liang)，所(suo)述丙烯(xi)酸(suan)類聚(ju)合(he)物以5重量(liang)％至40重量(liang)％的量(liang)涂(tu)覆在聚(ju)四氟乙烯(xi)上。

9.如權(quan)利要求7所(suo)述的(de)粘合劑(ji)，其(qi)中，基于100重(zhong)量(liang)份的(de)甲基丙烯酸(suan)甲酯，所(suo)述丙烯酸(suan)正丁(ding)酯的(de)含量(liang)為10重(zhong)量(liang)份至60重(zhong)量(liang)份。

10.如權利(li)要求(qiu)6所述的粘合劑，其中，所述單體還包含丙烯酸或(huo)甲基(ji)丙烯酸。

11.如權利要求10所述的(de)粘合劑(ji)，其中，基于所述單體的(de)總重量(liang)，所述丙烯酸或甲基丙烯酸的(de)含(han)量(liang)為(wei)0.1重量(liang)％至40重量(liang)％。

12.如權利要求1所述的粘合劑，其中，所述聚四(si)氟乙烯的標準比重(zhong)(ssg)為2.3以下。

13.一(yi)種鋰二次電(dian)(dian)池用電(dian)(dian)極(ji)，其(qi)通過以下(xia)方(fang)式制備(bei)：將(jiang)權利要求(qiu)1所述的粘(zhan)合(he)劑、電(dian)(dian)極(ji)活性(xing)材(cai)料(liao)和(he)導電(dian)(dian)材(cai)料(liao)混合(he)，然后將(jiang)它們壓制。

14.如權(quan)利要求(qiu)13所述(shu)(shu)(shu)(shu)的(de)電極，其(qi)中，基于所述(shu)(shu)(shu)(shu)粘合劑、所述(shu)(shu)(shu)(shu)電極活性材(cai)料(liao)和所述(shu)(shu)(shu)(shu)導電材(cai)料(liao)的(de)總重(zhong)(zhong)量(liang)，所述(shu)(shu)(shu)(shu)電極中的(de)所述(shu)(shu)(shu)(shu)粘合劑的(de)含(han)量(liang)為0.1重(zhong)(zhong)量(liang)％至10重(zhong)(zhong)量(liang)％。

技術總結
本發明提供了一種鋰二次電池用粘合劑，其包含具有涂覆有丙烯酸類聚合物的聚四氟乙烯結構的復合顆粒。本發明的一個實施方式的鋰二次電池用粘合劑不僅可以解決諸如在常規粘合劑處理時可能發生的凝集等問題，并且在制造電極時也具有優異的物理性質，例如低厚度偏差和高抗張強度。另外，包含這些電極的電池具有改善的如容量保持率等電池性能。

技術研發人員：金泰坤,金明洙,全成奘,姜多炫,樸成一,金法成,李忠炫,宋旼相
受保護的技術使用者：株式會社LG新能源
技術研發日：
技術公布日：2024/10/10