本發(fā)明涉及電池，具體而言，涉及一種粘結(jié)劑組合、電極極片和固態(tài)電池。

背景技術(shù)：

1、全固態(tài)電池由于采用固態(tài)電解質(zhì)來替代傳統(tǒng)的隔膜和電解液，這不僅提高了安全性，也對電解質(zhì)的離子電導(dǎo)率提出了更高的要求。目前，在固態(tài)電池中，主要研究的固態(tài)電解質(zhì)包括聚合物、氧化物、硫化物和鹵化物，其中，硫化物電解質(zhì)因其卓越的離子傳導(dǎo)性能和易加工性而成為研究的焦點(diǎn)。

2、在傳統(tǒng)的液態(tài)電池中，通常使用極性溶劑和帶極性基團(tuán)的粘結(jié)劑，這些極性材料能夠有效地提供所需的粘接強(qiáng)度，滿足電極極片的加工和使用需求。然而，在全固態(tài)電池中，硫化物電解質(zhì)與極性粘結(jié)劑材料的穩(wěn)定性較差，容易發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。因此，需要選擇非極性或弱極性材料作為替代。但是，這種材料選擇的變化又帶來了新的問題。采用非極性或弱極性粘結(jié)劑材料與電極極片中的其他組分之間的相互作用較弱，導(dǎo)致粘接強(qiáng)度不足。這種低粘接強(qiáng)度的問題可能導(dǎo)致電極片在加工或使用過程中出現(xiàn)掉粉和開裂現(xiàn)象，影響電池的整體性能和可靠性。

3、有鑒于此，特提出本技術(shù)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本發(fā)明旨在至少在一定程度上解決相關(guān)技術(shù)中的技術(shù)問題之一。為此，本發(fā)明提供一種粘結(jié)劑組合、電極極片和固態(tài)電池，可以提高電極極片的粘結(jié)性，減少或避免由于低粘接強(qiáng)度而導(dǎo)致的電極極片在加工或使用過程中出現(xiàn)掉粉和開裂現(xiàn)象，利于提升電池的整體性能和可靠性。

2、為了解決上述技術(shù)問題，本技術(shù)是這樣實(shí)現(xiàn)的：

3、根據(jù)本技術(shù)的一個(gè)方面，本技術(shù)實(shí)施例提供了一種粘結(jié)劑組合，所述粘結(jié)劑組合包括：

4、第一粘結(jié)劑，所述第一粘結(jié)劑包括帶有第一特征基團(tuán)的聚合物；及

5、第二粘結(jié)劑，所述第二粘結(jié)劑包括帶有第二特征基團(tuán)的無機(jī)物；

6、其中，所述第一特征基團(tuán)和所述第二特征基團(tuán)分別包括磺酸根基團(tuán)。

7、另外，根據(jù)本技術(shù)的粘結(jié)劑組合，還可以具有如下附加的技術(shù)特征：

8、在其中的一些實(shí)施方式中，所述帶有第一特征基團(tuán)的聚合物包括磺化聚合物。

9、在其中的一些實(shí)施方式中，所述第一特征基團(tuán)包括端基-so3m，其中，所述m包括金屬元素。

10、在其中的一些實(shí)施方式中，所述m包括li、na、mg、al、ca、k、pd或ba中的至少一種。

11、在其中的一些實(shí)施方式中，所述磺化聚合物的磺化度為0.01～1mol/kg。

12、在其中的一些實(shí)施方式中，所述磺化聚合物的磺化度為0.1～0.5mol/kg。

13、在其中的一些實(shí)施方式中，所述帶有第一特征基團(tuán)的聚合物中的聚合物包括聚偏氟乙烯、偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物、聚醚砜、聚醚酮、聚芳醚、聚酰亞胺、聚酯、乙丙橡膠、丁基橡膠、氟橡膠、丁苯橡膠、丁腈橡膠、氫化丁腈橡膠、聚苯乙烯—聚(乙烯-丁烯)—聚苯乙烯嵌段共聚物或聚苯乙烯－聚丁二烯－聚苯乙烯三嵌段共聚物中的至少一種。

14、在其中的一些實(shí)施方式中，所述帶有第二特征基團(tuán)的無機(jī)物包括磺化碳材料。

15、在其中的一些實(shí)施方式中，所述磺化碳材料包括磺化石墨、磺化石墨烯、磺化碳納米管或磺化碳纖維中的至少一種。

16、在其中的一些實(shí)施方式中，所述第一粘結(jié)劑和所述第二粘結(jié)劑的質(zhì)量比為(80～99)：(1～20)。

17、根據(jù)本技術(shù)的另一個(gè)方面，本技術(shù)實(shí)施例提供了一種電極極片，所述電極極片包括集流體和設(shè)置在所述集流體表面上的電極膜層；

18、所述電極膜層包括活性材料、固態(tài)電解質(zhì)、導(dǎo)電劑以及如前所述的粘結(jié)劑組合。

19、在其中的一些實(shí)施方式中，所述固態(tài)電解質(zhì)包括硫化物電解質(zhì)。

20、在其中的一些實(shí)施方式中，所述硫化物電解質(zhì)包括lgps、lsps、lps或li6ps5x中的至少一種；其中，x選自cl、br或i中的至少一種。

21、在其中的一些實(shí)施方式中，所述電極極片為正極極片，所述活性材料包括含有納米包覆層的含鋰過渡金屬氧化物、含鋰過渡金屬硫化物、單質(zhì)硫或硫碳混合物中的至少一種。

22、在其中的一些實(shí)施方式中，所述活性材料包括含有納米包覆層的lmo(鋰錳氧化物)、lco(鋰鈷氧化物)、nmc(鋰鎳錳鈷氧化物)、nca(鋰鎳鈷鋁氧化物)、lnco(鋰鎳鈷氧化物)、橄欖石型化合物(limepo4，me＝fe、co、ni、mn中的一種或多種)等含鋰過渡金屬復(fù)合氧化物、單質(zhì)硫、硫碳混合物中的至少一種。

23、在其中的一些實(shí)施方式中，所述納米包覆層的材料為選自li3po4、al2o3、linbo3、lialo2、li3bo3、li2ozro2、mgo、hfo2，li2sio3、b2o3、li2o、nb2o5、p2o5、sio2、sc2o3、tio2或zro2中的至少一種。

24、在其中的一些實(shí)施方式中，所述電極極片為負(fù)極極片，所述活性材料包括碳基材料和/或硅基材料。

25、在其中的一些實(shí)施方式中，所述活性材料包括石墨、硅、硅氧、硅碳、石墨烯、軟碳或硬碳中的一種或幾種。

26、在其中的一些實(shí)施方式中，所述導(dǎo)電劑包括導(dǎo)電石墨、導(dǎo)電炭黑、氣相生長碳纖維、碳納米管或?qū)щ娛┲械闹辽僖环N。

27、在其中的一些實(shí)施方式中，所述活性材料、固態(tài)電解質(zhì)、導(dǎo)電劑和粘結(jié)劑組合的質(zhì)量比為(50～90)：(10～30)：(1～5)：(1～10)。

28、在其中的一些實(shí)施方式中，所述電極極片的制備方法，包括：

29、將所述粘結(jié)劑組合與溶劑混合得到膠液，再將膠液與活性材料、固態(tài)電解質(zhì)、導(dǎo)電劑混合得到極片漿料，將所述極片漿料涂布在集流體上，加熱干燥后，得到電極極片。

30、在其中的一些實(shí)施方式中，所述溶劑包括脂肪烴、芳香烴、酯類、醚類、醇類溶劑。具體包括戊烷、己烷、2-乙基己烷、庚烷、辛烷、癸烷、十一烷、十二烷、十三烷等脂肪族烴溶劑；環(huán)己烷、甲基環(huán)己烷等環(huán)烷烴溶劑；苯、甲苯、對二甲苯、均三甲苯、乙苯、叔丁基苯等芳香烴溶劑；乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、丁酸丁酯、異丁酸異丁酯、乙酸芐酯等酯類溶劑；二丁基醚、二戊基醚、苯甲醚、二乙二醇二乙醚、環(huán)戊基甲基醚等醚類溶劑；甲醇、乙醇、異丙醇、苯甲醇等醇類溶劑。

31、在其中的一些實(shí)施方式中，干燥加熱溫度為60～100℃，時(shí)間為10～20h。

32、根據(jù)本技術(shù)的又一個(gè)方面，本技術(shù)實(shí)施例提供了一種固態(tài)電池，所述固態(tài)電池包括如前所述的電極極片。

33、實(shí)施本發(fā)明的技術(shù)方案，至少具有以下有益效果：

34、在本技術(shù)實(shí)施例中，所提供的粘結(jié)劑組合包括第一粘結(jié)劑和第二粘結(jié)劑，其中的第一粘結(jié)劑包括帶有第一特征基團(tuán)的聚合物，第二粘結(jié)劑包括帶有第二特征基團(tuán)的無機(jī)物，該第一特征基團(tuán)和第二特征基團(tuán)分別包括磺酸根基團(tuán)。由此，以帶有第二特征基團(tuán)的無機(jī)物作為粘接活性位點(diǎn)，與帶有第一特征基團(tuán)的聚合物形成物理交聯(lián)點(diǎn)，也即，第一粘結(jié)劑和第二粘結(jié)劑可以通過磺酸根基團(tuán)間相互作用，形成物理交聯(lián)點(diǎn)，可緩解電解質(zhì)如硫化物固電解質(zhì)與非/弱極性粘結(jié)劑之間粘接強(qiáng)度低問題，提升電極極片中各組分之間的粘結(jié)性。并且，以帶有第二特征基團(tuán)的無機(jī)物作為粘接活性位點(diǎn)，可改善粘結(jié)劑組合與導(dǎo)電劑的分散性，還可以提升電子電導(dǎo)能力，形成更有效的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)，利于提升電極極片的倍率性能，進(jìn)而利于提升包含該電極極片的電池的可靠性和電化學(xué)性能。

35、本技術(shù)的附加方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發(fā)明的實(shí)踐了解到。