鋰電池用含氟丙烯酸系膠粘劑的合成及研究.pdf

1、膠粘劑是制備鋰離子電池電極必須使用的重要材料之一。聚偏氟乙烯(PVDF)一直是鋰離子電池中最常用的膠粘劑，然而，PVDF基礎(chǔ)上的極片要用N-甲基吡咯烷酮(NMP)為溶劑，價(jià)格貴且有毒。因此，開(kāi)發(fā)用于鋰離子電池粘接的高性能水性膠粘劑來(lái)改善穩(wěn)定性、提高柔韌性，具有廣泛的應(yīng)用價(jià)值。而含氟丙烯酸酯類乳液膠粘劑具有粘接性能優(yōu)良、拒水拒油、高度的化學(xué)惰性等特點(diǎn)，并且屬于環(huán)保型產(chǎn)品。所以，開(kāi)發(fā)此類膠粘劑用于鋰離子電池非常有意義。
　　本文采用乳

2、液聚合的方式，合成了一種含氟丙烯酸系膠粘劑，并用紅外光譜(FT-IR)、熱重分析(TG)、X射線衍射(XRD)、納米粒度儀， X射線光電子能譜(XPS)等手段對(duì)乳液及乳膠膜進(jìn)行了表征。系統(tǒng)的研究了含氟乳液聚合過(guò)程的影響因素，并對(duì)乳膠膜的結(jié)構(gòu)和性能進(jìn)行了深入研究。初步篩選吸水率低，粘結(jié)強(qiáng)度大的含氟丙烯酸酯膠粘劑用于扣式電池的負(fù)極極片中，研究其電化學(xué)性能。然后將性能最優(yōu)的膠粘劑與商品化的 PVDF膠粘劑進(jìn)行綜合性能對(duì)比研究其電化學(xué)性能。實(shí)驗(yàn)

3、主要結(jié)論如下：
　　（1）采用磺基琥珀酸癸基聚氧乙烯(6)醚酯二鈉(A-102)和辛基酚聚氧乙烯醚(OP-10)為乳化劑，過(guò)硫酸銨(APS)與亞硫酸氫鈉(NaHSO3)為引發(fā)劑，甲基丙烯酸十二氟庚酯(DFHMA)、丙烯酸(AA)、丙烯酰胺(AM)、丙烯腈(AN)、丙烯酸異辛酯(2-EHA)為單體，合成了含氟丙烯酸酯乳液膠粘劑。乳液最佳的聚合工藝條件是聚合溫度為60℃，引發(fā)劑用量為0.5wt％，乳化劑用量為1wt%，AA用量為15w

4、t%，AM用量為10wt%，DFHMA用量為8wt%，AN:2-EHA=8:7。
　?。?）最佳工藝配方條件下，含氟丙烯酸酯共聚乳液的粘度為3120mPa.s，乳膠膜的吸水率為6.21%，對(duì)銅片的拉伸剪切強(qiáng)度可達(dá)到8.25MPa。X射線光電子能譜(XPS)表明含氟丙烯酸系共聚乳液在成膜過(guò)程中，含氟組分會(huì)在乳膠膜-空氣界面富集。
　?。?）將含氟丙烯酸系膠粘劑應(yīng)用到鋰離子電池中，電池的首次充電比容量為439.3mAh/g，放電