同充電狀態(tài)（90%30(：，50%30(：，20% S0C)下進(jìn)行HPPC測試，從而獲得電池在上述不同狀態(tài)下的內(nèi)阻值(DCR)。
[0137] 不同溫度下HPPC測試的基本流程如下（電壓窗口 2.8V~4.2V):
[0138] Step 1:25°C 容量測試
[0139] 1) 1C恒流放電至2.8V; (1C指的是標(biāo)稱容量）
[0140] 2) 1C恒流充電至4.2V，恒壓至截止電流為0.05C;
[0141 ] 3) 1C恒流放電至2.8V，此時獲得的實際放電容量標(biāo)記為C0;
[0142] Step 2:25°C下HPPC測試
[0143] 1) 1C恒流充電至4.2V，恒壓至截止電流為0.05C;
[0144] 2)1C C0放電6min;
[0145] 3)4C C0放電30s，采點間隔為0.1s;(90%S0C DCR測試）
[0146] 4)1C恒流充電至4.2V，恒壓至截止電流為0.05C;
[0147] 5)1C C0放電30min;
[0148] 6)扣0)放電3〇8，采點間隔為0.18;(50%30〇00?測試）
[0149] 7)1C恒流充電至4.2V，恒壓至截止電流為0.05C;
[0150] 8)1C C0放電48min;
[0151] 9)4C C0放電30s，采點間隔為0.1s;(20%S0C DCR測試）
[0152] Step 3:-25。(3下冊卩(：測試
[0153] -25°C下的HPPC測試與Step 2流程基本一致，不同之處在于：
[0154] 1)電池 S0C調(diào)節(jié)在常溫下進(jìn)行，而DCR測試在_25°C下進(jìn)行；
[0155] 2)DCR測試電流和時間分別為:0.3C C0放電10s。
[0156] 根據(jù)上述測試方法，可測得實施例1~16所得的鋰離子電池 Cl~C16和對比例1~2 所得的鋰離子電池 C17~C18在不同溫度及S0C下的DCR值，分別為&~乂18。以對比例1所測得 的電池 DCR值X17為基準(zhǔn)值，將所得的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成百分比的方式進(jìn)行直觀的對比，轉(zhuǎn)換方法如 下：
[0157] 對比例 1:Χ17/Χ17Χ1〇〇% = 1〇〇%;
[0158] 其他實施例和對比例為:Χη/Χ17Χ100%;(η=1，2,3,4,5,6,7,8，10，11，12，13，14， 15,16,17,18)
[0159] 根據(jù)上述方法，所得的測試數(shù)據(jù)如表4所示。
[0160] 表4不同溫度及S0C下電池的DCR數(shù)據(jù)對比
[0161]
[0162] 由表4中的結(jié)果可知：
[0163] 1)比較Cl、C2和C3可知:增大粘結(jié)劑乳液的粒徑可有效降低電池的DCR。
[0164] 2)比較C2、C4和C5可知:隨著粘結(jié)劑聚合物的分子鏈中柔性功能單元含量的增加， 電池的DCR也有一定程度的降低。柔性鏈段的增加，可使聚合物分子鏈具有更好的流動能 力，增大分子鏈間的距離，從而在一定程度上弱化分子鏈間極性基團(tuán)的相互作用，增加粘結(jié) 劑的對電解液的吸收能力，因此，可為鋰離子在粘結(jié)劑中的傳輸提供有利的通道。
[0165] 3)比較C4、C6和C7可知：將粘結(jié)劑分子結(jié)構(gòu)中親水基團(tuán)-C6H5C00H換成-C0NH2或?qū)?親油基團(tuán)-CN換為-C00CH 3對電池 DCR影響不大。
[0166] 4)比較C4和C8可知:C8具有較好的DCR。
[0167] 5)與C9~C10相比，C1~C8的DCR均有一定程度的改善。
[0168] 6)比較C4和C9~C12可知：增加聚合物分子鏈中-F含量，可一定程度上改善電池的 DCR；
[0169] 7)比較C4、C13~C15可知，將粘結(jié)劑分子結(jié)構(gòu)中親水基團(tuán)-C6H 5C00H換成-C00H或- CH2OH或-C6H5S03H，電池 DCR改善較為明顯；
[0170] 8)比較C4和C16可知:適當(dāng)調(diào)整-C6H5C00H和-CN含量，對電池 DCR影響不大。
[0171 ]測試?yán)?負(fù)極析鋰情況測試
[0172] 將實施例1~16所得的鋰離子電池 C1~C16和對比例1~2所得的鋰離子電池 C17~ C18,分別在25°C和_10°C下按如下流程進(jìn)行測試：
[0173] 1)在25°C下，以1C恒流放電到2.8V; (1C指的是標(biāo)稱容量）
[0174] 2)調(diào)整溫度至_10°C，將電池靜置2h至電池表面達(dá)到目標(biāo)溫度；
[0175] 3)在_10°C下，以0.2C C0恒流充電至4.2V;(C0:實際放電容量）
[0176] 4)在_10°C下，以0.5C放電至2.8V;
[0177] 5)按第4)和5)步進(jìn)行3次循環(huán)測試，其中第3次循環(huán)只做充電；
[0178] 6)調(diào)整溫度至25°C，1C恒流充電至4.2V，恒壓至截止電流為0.05C;
[0179] 將測試結(jié)束后的電芯拆解，采用IRIS Advangtage全頻等離子體直讀光譜儀(簡寫 為ICP)對負(fù)極極片表面是否析鋰進(jìn)行測定，測試結(jié)果如表5所示。
[0180] 表5不同粘結(jié)劑對負(fù)極析鋰情況的影響
[0181]
[0182] 由表5中數(shù)據(jù)可知，采用本申請技術(shù)方案的C1~C16電池析鋰情況得到了明顯的改 善。
[0183] 測試?yán)?電池倍率性能測試
[0184] 將實施例1~16所得的鋰離子電池 C1~C16和對比例1~2所得的鋰離子電池 C17、 C18,在常溫下以1C恒流充電至4.2V，恒壓充電至截止電壓為0.05C，之后分別按不同的放電 倍率（1C，3 C，5 C，7 C)進(jìn)行放電，測試結(jié)果如表6中所示。以1C放電所得的容量為基準(zhǔn)值 (100%)〇
[0185] 表6不同粘結(jié)劑對電池放電倍率性能的影響
[0186]
L〇187j由表6中數(shù)據(jù)可知，隨著電池 DCR的降低，其倍率性能呈上升趨勢；另一方面，與對 比例1、2所得的電池相比，采用本申請技術(shù)方案的C1~C16電池倍率性能得到了明顯的改 善，電池動力學(xué)性能更佳。
[0188]以上所述僅為本申請的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本申請，對于本領(lǐng)域的技 術(shù)人員來說，本申請可以有各種更改和變化。凡在本申請的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修 改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本申請的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1. 一種粘結(jié)劑，其特征在于，所述粘結(jié)劑具有兩親性結(jié)構(gòu)單元和柔性結(jié)構(gòu)單元，所述兩 親性結(jié)構(gòu)單元的結(jié)構(gòu)式如式I所示，所述柔性結(jié)構(gòu)單元的結(jié)構(gòu)式如式n所示， 其中，在式I中，化為親水性基團(tuán)，Ri、R3、R4為親油性基團(tuán)； 化、R3各自獨立的選自：-H，打-6烷基，打-6烷氧基，打-6燒酷氧基，打-6燒酷胺基； R2選自：-OH，-SO抽及其可溶性鹽，-COOH或其可溶性鹽，Ci-6燒酷胺基，取代的芳基或其 可溶性鹽，取代的Ci-6烷基或其可溶性鹽;取代基選自-F、-OH、-C00H、-SO抽、Ci-3烷基;所述 可溶性鹽選自裡鹽、鋼鹽； R4選自：-CN，Cl-8的直鏈或支鏈燒酷氧基，Cl-6烷基，Cl-6烷氧基； 在式n中，Rs、Rs、R7、1?8各自獨立的選自：-H，-F，取代或未取代的Ci-6烷基；取代基選自-F; x的范圍為：0.1<x<0.8，y的范圍為：0.1<y<0.8，m的范圍為：0.1<m<0.3，n的范圍 為0 < n < 0.1;并ii^Sx+y+m+n = 1。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的粘結(jié)劑，其特征在于， 在式I中： 化、R3各自獨立的選自：-H，打-3烷基； R2選自：-OH，-SO抽及其可溶性鹽，-COOH及其可溶性鹽，Ci-4燒酷胺基，取代的苯基及其 可溶性鹽，取代的Ci-3烷基及其可溶性鹽;取代基選自-F、-OH、-COOH、-SO抽； R4選自：-CN，Cl-6酷氧基； 在式n中： 化、Rs、R?、Rs各自獨立的選自：-H，-F，Ci-3烷基，多氣代Ci-3烷基。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的粘結(jié)劑，其特征在于， 在式I中： Ri、R3各自獨立的選自：-H，-C出； R2選自：簇基取代的苯基及其可溶性鹽，-CON出，-CONHC曲，-CONC出C出，-C此OH，-C(C此） 20H，-COOH，-COOLi，-COONa; R4選自：-CN，-COOC出，-COOC出細(xì)3，-COO (CH2) 2C出，-C00CH( CH3) 2，-COOC (CH3) 3，-COO 畑2)3C出； 在式n中： 化、Rs各自獨立的選自：-H，-C出，-F，C的； 化選自：-F，-C出，-CF3; Rs選自：-F，-C出，-CF3，-C出C出，-CH( C出）2。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的粘結(jié)劑，其特征在于，所述兩親性結(jié)構(gòu)單元與柔性結(jié)構(gòu)單元的 摩爾比為：（x+y): (m+n) = 0.65~0.9:0.35~0.1。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的粘結(jié)劑，其特征在于，所述兩親性結(jié)構(gòu)單元中，x:y = 0.1~ 0.9:0.1~0.9。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的粘結(jié)劑，其特征在于，所述粘結(jié)劑在水中為自乳化型乳液;所 述粘結(jié)劑乳液粒徑大小為100~800nm。7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的粘結(jié)劑，其特征在于，所述粘結(jié)劑的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為0°C~ 70°C。8. -種裡離子電池，包含正極，負(fù)極W及位于正極和負(fù)極之間的隔離膜和電解質(zhì)，其特 征在于，在所述正極、負(fù)極、隔離膜中至少之一含有權(quán)利要求1~7任一項所述的粘結(jié)劑。9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的裡離子電池，其特征在于，所述裡離子電池為動力型裡離子電 池，所述裡離子電池在負(fù)極含有所述粘結(jié)劑。10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的裡離子電池，其特征在于，所述負(fù)極含有負(fù)極膜片和負(fù)極集 流體，所述粘結(jié)劑占所述負(fù)極膜片的質(zhì)量百分含量為1.0~5.0%。
【專利摘要】本發(fā)明涉及鋰離子電池材料領(lǐng)域，具體講，涉及一種鋰離子電池負(fù)極水性粘結(jié)劑，該粘結(jié)劑具有兩親性結(jié)構(gòu)單元和柔性結(jié)構(gòu)單元。本發(fā)明通過調(diào)整柔性功能結(jié)構(gòu)單元的比例以及該粘結(jié)劑乳液的顆粒大小，獲得加工性能良好、動力學(xué)性能優(yōu)異的鋰離子電池粘結(jié)劑。本發(fā)明還涉及含有本發(fā)明粘結(jié)劑的鋰離子電池，本發(fā)明的鋰離子電池在極片制備過程中無脫膜、脫碳現(xiàn)象，加工性能良好，可有效降低電池的DCR，電池負(fù)極析鋰現(xiàn)象改善明顯，并且具有優(yōu)異的倍率性能。
【IPC分類】H01M4/62, C09J133/26, C09J133/20, C09J129/06, C09J125/18, H01M10/0525, C09J133/02, C09J133/12
【公開號】CN105514486
【申請?zhí)枴緾N201511026246
【發(fā)明人】石長川, 鐘澤, 孫成棟, 魏增斌, 鄭義
【申請人】東莞新能源科技有限公司
【公開日】2016年4月20日
【申請日】2015年12月29日