一种锂硫电池正极用复合粘结剂、锂硫电池正极及其制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113809332A(43)申请公布日2021.12.17(21)申请号202111074777.9(22)申请日2021.09.14(71)申请人惠州亿纬锂能股份有限公司地址516006广东省惠州市仲恺高新区惠风七路38号(72)发明人黄苗许文成彭燕秋(74)专利代理机构北京品源专利代理有限公司11332代理人王艳斋(51)Int.Cl.H01M4/62(2006.01)H01M10/052(2010.01)权利要求书2页说明书10页(54)发明名称一种锂硫电池正极用复合粘结剂、锂硫电池正极及其制备方法(57)摘要本发明公开了一种锂硫电池正极用复合粘结剂、锂硫电池正极及其制备方法，所述锂硫电池正极用复合粘结剂包括粘结剂组分和丁苯橡胶，所述粘结剂组分与丁苯橡胶的质量比为(5:1)～(1:1)；所述锂硫电池正极用复合粘结剂柔韧性好，附着力强，延伸率大且拉力强度大。本发明还公开了一种锂硫电池正极及其制备方法，所述锂硫电池正极的硫载量高，面密度大，所述锂硫电池正极制备方法操作简单，易于实施，可实现规模化生产。CN113809332ACN113809332A权利要求书1/2页1.一种锂硫电池正极用复合粘结剂，其特征在于，所述锂硫电池正极用复合粘结剂包括粘结剂组分和丁苯橡胶，所述粘结剂组分与丁苯橡胶的质量比为(5:1)～(1:1)。2.根据权利要求1所述的锂硫电池正极用复合粘结剂，其特征在于，所述粘结剂组分包括丙烯酸酯多元共聚物、聚偏氟乙烯、丙烯腈多元共聚物或羧甲基纤维素钠中的任意一种或至少两种的组合，优选为丙烯酸酯多元共聚物；优选地，所述丙烯酸酯多元共聚物的分子量＞1.0×106；优选地，所述丁苯橡胶的分子量为2.0×105～4.0×105。3.一种锂硫电池正极，其特征在于，所述锂硫电池正极中包含权利要求1或2所述的锂硫电池正极用复合粘结剂。4.根据权利要求3所述的锂硫电池正极，其特征在于，所述锂硫电池正极中的集流体包括铝箔或涂炭箔中的任意一种；优选地，所述集流体上的涂层的厚度为250～270μm。5.一种根据权利要求3或4所述锂硫电池正极的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：(1)混合正极活性材料和导电剂，经第一搅拌，得到第一物料；(2)向第一物料中加入粘结剂组分，经第二搅拌，得到第二物料；(3)向第二物料中加入溶剂，经第三搅拌，得到第三物料；(4)向第三物料中加入丁苯橡胶，经第四搅拌，得到正极浆料；(5)将正极浆料涂布在正极集流体两侧，得涂层，经烘干后收卷，得到锂硫电池正极。6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述正极活性材料、导电剂、粘结剂组分和丁苯橡胶的质量比为(80～90):(5～10):(2～10):(0.4～5)。7.根据权利要求5或6所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述正极活性材料包括硫‑导电聚合物复合材料、硫碳复合材料、导电有机高分子材料或有机硫化物中的任意一种或至少两种的组合，优选为硫‑导电聚合物复合材料；优选地，所述硫‑导电聚合物复合材料中的导电聚合物包括聚吡咯、聚苯胺、聚噻吩或聚丙烯腈中的任意一种或至少两种的组合；优选地，所述硫‑导电聚合物复合材料中硫与导电聚合物的质量比为1：1～1:5；优选地，所述硫碳复合材料中硫与碳的质量比为1:2～1:8；优选地，所述导电有机高分子材料包括聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、环氧树脂或酚醛树脂中的任意一种或至少两种的组合；优选地，所述有机硫化物包括有机二硫化物、有机多硫化物、有机聚硫化物或硫化聚合物中的任意一种或至少两种的组合；优选地，所述导电剂包括炭黑、导电石墨、碳纤维、碳纳米管或石墨烯中的任意一种或至少两种的组合；优选地，所述第一搅拌的转速为500rpm～3000rpm；优选地，所述第一搅拌的时间为5～30min。8.根据权利要求5～7任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述第二搅拌的时间为1～5h；优选地，所述第二物料的固含量为50％～65％；2CN113809332A权利要求书2/2页优选地，步骤(3)所述溶剂包括蒸馏水、乙醇、异丙醇或N‑甲基吡咯烷酮中的任意一种或至少两种的组合；优选地，所述溶剂与第二物料质量比为1:1～1:2；优选地，所述第三搅拌的时间为1～5h。9.根据权利要求5～8任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(4)所述第四搅拌的转速为500～2000rpm；优选地，所述第四搅拌的时间为1～2h；优选地，步骤(5)所述烘干的温度为25℃～100℃。10.根据权利要求5～9任一项所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：(1)混合正极活性材料和导电剂，经转速为500rpm～3000rpm的第一搅拌5～30min，得到第一物料；(2)向第