本發(fā)明涉及一種鋰二次電池用粘合劑及使用其的鋰二次電池用電極。具體而言，本發(fā)明涉及包含用丙烯酸類聚合物改性的聚四氟乙烯的鋰二次電池用粘合劑及使用其的鋰二次電池用電極。本申請要求于2022年9月15日遞交的韓國專利申請no.10-2022-0116479的優(yōu)先權(quán)權(quán)益，其全部內(nèi)容作為本說明書的一部分并入。

背景技術(shù)：

1、隨著技術(shù)的發(fā)展和移動設(shè)備需求的增加，對作為能源的二次電池的需求也在迅速增加。在二次電池中，能量密度和電壓高、循環(huán)壽命長且自放電率低的鋰二次電池已被廣泛應(yīng)用于商業(yè)領(lǐng)域。

2、在鋰二次電池用電極的制造過程中，將電極活性材料、導(dǎo)電材料和粘合劑混合以制備包含電極活性材料的混合物。將混合物施涂到電極集流體上后，使用諸如軋輥等設(shè)備對混合物進(jìn)行加壓，以制成電極。當(dāng)諸如聚四氟乙烯(ptfe)等粘合劑被輥壓時，由于在與軋輥接觸的表面周圍施加了剪切力，會發(fā)生纖維化。這種纖維化是沿著軋輥前進(jìn)的方向(機(jī)器方向(md))進(jìn)行的，相對而言，主要是在電極表面的粘合劑周圍形成的。盡管粘合劑已纖維化，但電極中的電極活性材料、導(dǎo)電材料和粘合劑仍以小顆粒的形式存在，因此電極可能缺乏耐久性。電極的耐用性關(guān)系到電極的使用壽命，而電極的使用壽命會直接影響電池的性能。

3、隨著使用者對高能量密度二次電池需求的快速增長，相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域一直在研究更厚的電極(厚膜電極)。常規(guī)的電極制造方法是濕法涂覆含有電極活性材料的漿料，其中在干燥過程中導(dǎo)電材料和粘合劑遷移到涂層的頂部，因此，在增加電極厚度的同時保持制造電極的質(zhì)量并不容易，原因在于較差的導(dǎo)電性以及集流體和電極活性材料之間的粘附力低。除非最大程度地發(fā)揮纖維化粘合劑的功能，否則，即使是以干法制造電極的新方法也缺乏電極活性材料顆粒、導(dǎo)電材料和粘合劑之間的粘附力，因此難以制造具有高厚度的耐用電極。

4、因此，本發(fā)明的發(fā)明人經(jīng)過不斷研究完成了本發(fā)明，即在使用干法的同時通過提高粘合劑的功能來制造耐用厚膜電極的方法。

5、[現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)]

6、[專利文獻(xiàn)]

7、(專利文獻(xiàn)1)韓國專利申請no.10-2014-0136952

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、技術(shù)問題

2、本發(fā)明旨在提供一種包含用丙烯酸類聚合物改性的聚四氟乙烯的鋰二次電池用粘合劑及使用其的鋰二次電池用電極，所述粘合劑易于處理，并且可以在施用后提高電池的功能。

3、技術(shù)方案

4、根據(jù)本發(fā)明的第一方面，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(jié)構(gòu)的復(fù)合顆粒。

5、在本發(fā)明的一個實施方式中，所述復(fù)合顆粒的平均粒徑為0.01μm至2μm。

6、在本發(fā)明的一個實施方式中，所述丙烯酸類聚合物是包含丙烯酸烷基酯、甲基丙烯酸烷基酯或其組合的單體的聚合物，并且其中所述烷基是具有1至10個碳原子的烷基。

7、在本發(fā)明的一個實施方式中，所述丙烯酸類聚合物的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為60℃至150℃。

8、在本發(fā)明的一個實施方式中，所述丙烯酸類聚合物的重均分子量為10,000g/mol至300,000g/mol。

9、在本發(fā)明的一個實施方式中，所述丙烯酸類聚合物是基于所述單體的總重量包含40重量％至90重量％的甲基丙烯酸甲酯的單體的共聚物。

10、在本發(fā)明的一個實施方式中，所述丙烯酸類聚合物是包含甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸正丁酯的單體的共聚物。

11、在本發(fā)明的一個實施方式中，基于所述復(fù)合顆粒的總重量，所述丙烯酸類聚合物以5重量％至40重量％的量涂覆在聚四氟乙烯上。

12、在本發(fā)明的一個實施方式中，基于100重量份的甲基丙烯酸甲酯，所述丙烯酸正丁酯的含量為10重量份至60重量份。

13、在本發(fā)明的一個實施方式中，所述單體還包含丙烯酸或甲基丙烯酸。

14、在本發(fā)明的一個實施方式中，基于所述單體的總重量，所述丙烯酸或甲基丙烯酸的含量為0.1重量％至40重量％。

15、在本發(fā)明的一個實施方式中，所述聚四氟乙烯的標(biāo)準(zhǔn)比重(ssg)為2.3以下。

16、根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供了一種鋰二次電池用電極，其通過以下方式制備：將上述粘合劑、電極活性材料和導(dǎo)電材料混合，然后將它們壓制。

17、在本發(fā)明的一個實施方式中，基于所述粘合劑、所述電極活性材料和所述導(dǎo)電材料的總重量，所述電極中的所述粘合劑的含量為0.1重量％至10重量％。

18、發(fā)明效果

19、通過用丙烯酸類聚合物對聚四氟乙烯進(jìn)行改性，本發(fā)明的一個實施方式的鋰二次電池用粘合劑可以解決諸如在常規(guī)粘合劑處理時可能發(fā)生的凝集等問題。

20、另外，使用所述粘合劑制備的電極具有優(yōu)異的物理性質(zhì)，例如低厚度偏差和高抗張強(qiáng)度，并且當(dāng)將所述電極應(yīng)用于電池時，可以改善電池的性能，例如容量保持率。

技術(shù)特征：

1.一種鋰二次電池用粘合劑，其包含復(fù)合顆粒，所述復(fù)合顆粒具有涂覆有丙烯酸類聚合物的聚四氟乙烯結(jié)構(gòu)。

2.如權(quán)利要求1所述的粘合劑，其中，所述復(fù)合顆粒的平均粒徑為0.01μm至2μm。

3.如權(quán)利要求1所述的粘合劑，其中，所述丙烯酸類聚合物是包含丙烯酸烷基酯、甲基丙烯酸烷基酯或其組合的單體的聚合物，并且

4.如權(quán)利要求1所述的粘合劑，其中，所述丙烯酸類聚合物的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為60℃至150℃。

5.如權(quán)利要求1所述的粘合劑，其中，所述丙烯酸類聚合物的重均分子量為10000g/mol至300000g/mol。

6.如權(quán)利要求3所述的粘合劑，其中，所述丙烯酸類聚合物是基于所述單體的總重量包含40重量％至90重量％的甲基丙烯酸甲酯的單體的共聚物。

7.如權(quán)利要求6所述的粘合劑，其中，所述丙烯酸類聚合物是包含甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸正丁酯的單體的共聚物。

8.如權(quán)利要求1所述的粘合劑，其中，基于所述復(fù)合顆粒的總重量，所述丙烯酸類聚合物以5重量％至40重量％的量涂覆在聚四氟乙烯上。

9.如權(quán)利要求7所述的粘合劑，其中，基于100重量份的甲基丙烯酸甲酯，所述丙烯酸正丁酯的含量為10重量份至60重量份。

10.如權(quán)利要求6所述的粘合劑，其中，所述單體還包含丙烯酸或甲基丙烯酸。

11.如權(quán)利要求10所述的粘合劑，其中，基于所述單體的總重量，所述丙烯酸或甲基丙烯酸的含量為0.1重量％至40重量％。

12.如權(quán)利要求1所述的粘合劑，其中，所述聚四氟乙烯的標(biāo)準(zhǔn)比重(ssg)為2.3以下。

13.一種鋰二次電池用電極，其通過以下方式制備：將權(quán)利要求1所述的粘合劑、電極活性材料和導(dǎo)電材料混合，然后將它們壓制。

14.如權(quán)利要求13所述的電極，其中，基于所述粘合劑、所述電極活性材料和所述導(dǎo)電材料的總重量，所述電極中的所述粘合劑的含量為0.1重量％至10重量％。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)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(jié)構(gòu)的復(fù)合顆粒。本發(fā)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(guī)粘合劑處理時可能發(fā)生的凝集等問題，并且在制造電極時也具有優(yōu)異的物理性質(zhì)，例如低厚度偏差和高抗張強(qiáng)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(shù)研發(fā)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(hù)的技術(shù)使用者：株式會社LG新能源
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/10