本發(fā)明屬于粘結(jié)劑，具體涉及一種正極粘結(jié)劑及包括該正極粘結(jié)劑的正極片和電池。

背景技術(shù)：

1、隨著全球化石能源的快速開采消耗，其資源日漸枯竭，能源危機(jī)日漸逼近。同時(shí)，伴隨大量化石能源開采和使用產(chǎn)生的環(huán)境污染嚴(yán)重危害生活環(huán)境，影響人們的生活與健康，節(jié)能減排勢(shì)在必行。采用環(huán)?？稍偕木G色能源，實(shí)現(xiàn)能源低碳化，利用新能源汽車取代燃油車，減少氮氧化物排放，是減少環(huán)境污染、實(shí)現(xiàn)人類社會(huì)可持續(xù)健康發(fā)展的有效途徑。以鋰離子動(dòng)力電池為核心的新能源汽車是實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的重要途徑，也是未來(lái)我國(guó)汽車產(chǎn)業(yè)化發(fā)展最重要的方向。新能源汽車的核心之一在于鋰離子動(dòng)力電池，開發(fā)高能量密度的鋰離子電池對(duì)提高汽車巡航里程，減少“里程焦慮”具有重要的意義。

2、目前廣泛應(yīng)用的高能量密度的鋰離子電池主要使用含鈷、鎳、錳等過(guò)渡金屬的高能量密度三元正極材料。在循環(huán)過(guò)程中，痕量的過(guò)渡金屬溶解于電解液，會(huì)遷移到負(fù)極表面，催化負(fù)極固體電解質(zhì)界面膜的溶解，導(dǎo)致電池的循環(huán)性能下降，因此維持正極材料結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定，阻止過(guò)渡金屬離子的溶出對(duì)鋰離子電池的循環(huán)性能有著至關(guān)重要的作用。此外，目前普遍使用的正極材料粘結(jié)劑聚偏氟乙烯，具有很好的電化學(xué)穩(wěn)定性能，但存在強(qiáng)堿性條件下容易發(fā)生脫氟及無(wú)法抑制過(guò)渡金屬的溶出等不足。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了改善現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的是提供一種正極粘結(jié)劑及包括該正極粘結(jié)劑的正極片和電池。

2、本發(fā)明目的是通過(guò)如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

3、一種正極粘結(jié)劑，所述正極粘結(jié)劑包括下述四種組分中的至少一種：

4、第一種組分：第一單體和第二單體的共聚物；

5、第二種組分：第一單體的聚合物與第二單體的聚合物的共混體系；

6、第三種組分：第一單體的聚合物與第三單體的共混體系；

7、第四種組分：第二單體的聚合物與第四單體的共混體系；

8、所述第一單體為含有羥基的不飽和單體，所述第二單體為含有腈基的不飽和單體，所述第三單體為含有多腈基的化合物，所述第四單體為含有多羥基的化合物。

9、一種正極片，所述正極片包括粘結(jié)劑，所述粘結(jié)劑包括上述的正極粘結(jié)劑。

10、一種電池，所述電池包括上述的正極片。

11、本發(fā)明的有益效果：

12、1.本發(fā)明提供了一種正極粘結(jié)劑及包括該正極粘結(jié)劑的正極片和電池。采用本發(fā)明的正極粘結(jié)劑制備的正極，正極粘結(jié)劑在液態(tài)電解液中75℃以下保持一段時(shí)間后，可以發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)(羥基和腈基反應(yīng)形成酰胺鍵)，并使浸潤(rùn)到正極片中的液態(tài)電解液發(fā)生凝膠反應(yīng)形成凝膠聚合物電解質(zhì)，同時(shí)正極粘結(jié)劑中的腈基能抑制過(guò)渡金屬離子的溶出，從而改善電池的循環(huán)性能。

13、2.本發(fā)明所述的原位交聯(lián)制備鋰離子電池的工藝與現(xiàn)有的鋰離子電池工藝完全兼容，可交聯(lián)聚合物前驅(qū)體的交聯(lián)在電池正?；汕爸糜谝欢囟认蚂o置一段時(shí)間即可實(shí)現(xiàn)，后續(xù)化成與循環(huán)過(guò)程和現(xiàn)有工藝完全相同，易于實(shí)現(xiàn)鋰離子電池的工業(yè)化生產(chǎn)。

技術(shù)特征：

1.一種正極粘結(jié)劑，其中，所述正極粘結(jié)劑包括下述四種組分中的至少一種：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的正極粘結(jié)劑，其中，所述正極粘結(jié)劑包括下述四種組分中的至少一種：

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的正極粘結(jié)劑，其中，所述正極粘結(jié)劑中，腈基的摩爾量大于等于羥基的摩爾量；優(yōu)選地，腈基的摩爾量大于羥基的摩爾量。

4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的正極粘結(jié)劑，其中，所述第一單體具有式i所示的結(jié)構(gòu)式：

5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的正極粘結(jié)劑，其中，所述第一種組分為第一單體和第二單體的共聚物；或者，所述第一種組分為第一單體、第二單體和第五單體的共聚物；所述第一種組分中，所述第一單體和所述第二單體的摩爾比為1:1-1:10；所述第一種組分中，所述第二單體和所述第五單體的摩爾比為1:10-10:1。

6.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的正極粘結(jié)劑，其中，所述第一單體和第二單體的共聚物包括如下式i’所示的重復(fù)單元和式ii’所示的重復(fù)單元：

7.一種正極片，其中，所述正極片包括粘結(jié)劑，所述粘結(jié)劑包括權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述的正極粘結(jié)劑。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的正極片，其中，所述正極片包括正極集流體和涂覆在正極集流體一側(cè)或兩側(cè)表面的正極活性物質(zhì)層，所述正極活性物質(zhì)層包括正極活性物質(zhì)、導(dǎo)電劑和粘結(jié)劑。

9.一種電池，所述電池包括權(quán)利要求7或8所述的正極片。

10.權(quán)利要求9所述的電池的制備方法，所述方法包括如下步驟：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供了一種正極粘結(jié)劑及包括該正極粘結(jié)劑的正極片和電池。采用本發(fā)明的正極粘結(jié)劑制備的正極，正極粘結(jié)劑在液態(tài)電解液中75℃以下保持一段時(shí)間后，可以發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)(羥基和腈基反應(yīng)形成酰胺鍵)，并使浸潤(rùn)到正極片中的液態(tài)電解液發(fā)生凝膠反應(yīng)形成凝膠聚合物電解質(zhì)，同時(shí)正極粘結(jié)劑中的腈基能抑制過(guò)渡金屬離子的溶出，從而改善電池的循環(huán)性能。本發(fā)明所述的原位交聯(lián)制備鋰離子電池的工藝與現(xiàn)有的鋰離子電池工藝完全兼容，可交聯(lián)聚合物前驅(qū)體的交聯(lián)在電池正常化成前置于一定溫度下靜置一段時(shí)間即可實(shí)現(xiàn)，后續(xù)化成與循環(huán)過(guò)程和現(xiàn)有工藝完全相同，易于實(shí)現(xiàn)鋰離子電池的工業(yè)化生產(chǎn)。

技術(shù)研發(fā)人員：周建軍,薛金鑫,劉鳳泉,李林
受保護(hù)的技術(shù)使用者：北京師范大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/21