一种无氟粘结剂及其制备方法和应用.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114976003A(43)申请公布日2022.08.30(21)申请号202210515397.2(22)申请日2022.05.11(71)申请人蜂巢能源科技（马鞍山）有限公司地址243071安徽省马鞍山市马鞍山经济技术开发区金山湖路350号(72)发明人周浩邵小龙李璐璐杨军辉(74)专利代理机构北京远智汇知识产权代理有限公司11659专利代理师韩承志(51)Int.Cl.H01M4/62(2006.01)H01M4/04(2006.01)H01M10/0525(2010.01)权利要求书2页说明书7页(54)发明名称一种无氟粘结剂及其制备方法和应用(57)摘要本发明提供一种无氟粘结剂及其制备方法和应用。所述无氟粘结剂为碳酸酯和/或磷酸酯改性的化合物A；所述化合物A为丙烯酸类化合物或丙烯腈类化合物。本发明在丙烯酸类化合物或丙烯腈类化合物的分子链基表面对分子官能团进行修饰，形成一种稳定的大分子配合物；该配合物能够在N‑甲基吡咯烷酮中快速溶解。和传统的丙烯酸/丙烯腈粘结剂相比，其更容易和NMP形成稳定的胶液，不需要再额外添加聚丙烯甲酯‑甲基丙烯酸甲酯等一系列辅助溶剂，也能够使用干法匀浆工艺。CN114976003ACN114976003A权利要求书1/2页1.一种无氟粘结剂，其特征在于，所述无氟粘结剂为碳酸酯和/或磷酸酯改性的化合物A；所述化合物A为丙烯酸类化合物或丙烯腈类化合物。2.根据权利要求1所述的无氟粘结剂，其特征在于，所述碳酸酯为一元碳酸酯或二元碳酸酯；优选地，所述碳酸酯包括碳酸甲酯、碳酸乙酯、碳酸丙酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯或焦碳酸二甲酯中的任意一种或至少两种的组合，进一步优选为碳酸甲酯或碳酸二甲酯。3.根据权利要求1或2所述的无氟粘结剂，其特征在于，所述磷酸酯为一元磷酸酯或二元磷酸酯；优选地，所述磷酸酯包括磷酸甲酯、磷酸乙酯、磷酸丙酯、磷酸二甲酯、磷酸甲乙酯、磷酸二乙酯、磷酸乙烯酯、磷酸丙烯酯、亚磷酸甲酯、亚磷酸乙酯、亚磷酸丙酯、亚磷酸二甲酯、亚磷酸甲乙酯、亚磷酸二乙酯、次磷酸甲酯、次磷酸乙酯、次磷酸丙酯、次磷酸二甲酯、次磷酸甲乙酯或次磷酸二乙酯中的任意一种或至少两种的组合，进一步优选为磷酸甲酯或磷酸乙烯酯。4.根据权利要求1‑3中任一项所述的无氟粘结剂，其特征在于，所述丙烯酸类化合物包括丙烯酸、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸羟乙酯或丙烯酸丁酯中的任意一种或至少两种的组合，优选为丙烯酸或丙烯酸羟乙酯；优选地，所述丙烯腈类化合物包括聚丙烯腈、丙烯腈‑丁二烯共聚物或丙烯腈‑苯乙烯共聚物中的任意一种或至少两种的组合，进一步优选为聚丙烯腈。5.一种制备权利要求1‑4中任一项所述的无氟粘结剂的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：将碳酸酯和/或磷酸酯与化合物A以及溶剂进行混合，反应后得到所述无氟粘结剂。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述碳酸酯和/或磷酸酯与化合物A的摩尔比为(0.05～0.20):1，优选为(0.06‑0.09):1；优选地，所述溶剂为N‑甲基吡咯烷酮；优选地，所述混合在搅拌下进行。7.根据权利要求5或6所述的方法，其特征在于，所述反应的温度为30‑55℃；优选地，所述反应的时间为2‑4h。8.一种正极浆料，其特征在于，所述正极浆料包括正极材料、导电剂、粘结剂和溶剂，所述粘结剂为根据权利要求1‑4中任一项所述的无氟粘结剂；优选地，以正极浆料的干料的总质量为100％计，所述正极材料、导电剂和无氟粘结剂的质量比为(95.5‑98.5):(0.5‑1.0):(1‑3.5)；优选地，所述正极材料包括三元正极材料、无钴正极材料、磷酸铁锂材料或富锂锰镍钴锰氧化物材料中的任意一种或至少两种的组合；优选地，所述导电剂包括科琴黑、乙炔黑、石墨烯或碳纳米管中的任意一种或至少两种的组合。9.一种正极片，其特征在于，所述正极片包括集流体和涂覆在集流体表面的正极活性物质层，所述正极活性物质层由权利要求8所述的正极浆料制备得到。2CN114976003A权利要求书2/2页10.一种锂离子电池，其特征在于，所述锂离子电池包括正极片、负极片、隔膜和电解质，所述正极片为权利要求9所述的正极片。3CN114976003A说明书1/7页一种无氟粘结剂及其制备方法和应用技术领域[0001]本发明属于粘结剂材料技术领域，具体涉及一种无氟粘结剂及其制备方法和应用。背景技术[0002]随着锂离子电池的快速发展，人们对电极材料的需求逐渐越来越大，随着电池产业的不断升级以及发展，需要开发一种绿色环保的正极粘结剂以此替代现有技术存在的含氟结剂。[0003]目前，商用的含氟粘结剂以聚偏氟乙烯(PVDF)为主，其采用悬浮聚合法或者乳液聚合法进行制备，存在价格偏高以