本發(fā)明涉及動(dòng)力電池，具體涉及一種應(yīng)用于動(dòng)力電池的電池正極粘結(jié)劑及其制備方法、電池正極極片和動(dòng)力電池。

背景技術(shù)：

1、動(dòng)力電池的正極粘結(jié)劑，需要具備高力學(xué)性能和高粘結(jié)性，而現(xiàn)有技術(shù)中具備上述特征的正極粘結(jié)劑多為油性粘結(jié)劑。然而油性粘結(jié)劑對(duì)環(huán)境會(huì)產(chǎn)生污染。

2、2020年11月17日公布的公布號(hào)為cn111952593a的中國(guó)專利申請(qǐng)公布了一種用于鋰離子動(dòng)力電池正極片的水性粘結(jié)劑及其制備方法。該水性粘結(jié)劑包括60～70份重量的水、反應(yīng)量lioh、30～40份重量的聚丙烯酸以及0.1～0.6份重量的官能化碳納米管，其中，所述水性粘結(jié)劑的ph為5.0～6.5，且所述聚丙烯酸的固含量為50～65％，該官能化碳納米管包括碳納米管芯以及附著于所述碳納米管芯的羥基化碳層。但由于聚丙烯酸和碳納米管的混合存在混合程度不足的問題，其力學(xué)性能和粘結(jié)性受到影響。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明的第一個(gè)目的在于提供一種應(yīng)用于動(dòng)力電池的電池正極粘結(jié)劑，該電池正極粘結(jié)劑具有力學(xué)性能和粘結(jié)性能優(yōu)異的優(yōu)點(diǎn)。

2、為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明的第二個(gè)目的在于提供一種應(yīng)用于動(dòng)力電池的電池正極粘結(jié)劑的制備方法。

3、為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明的第三個(gè)目的在于提供一種電池正極極片。

4、為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明的第三個(gè)目的在于提供一種動(dòng)力電池。

5、為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的第一個(gè)目的，采用以下的技術(shù)方案：

6、本發(fā)明提供一種應(yīng)用于動(dòng)力電池的電池正極粘結(jié)劑，包括以下按重量份數(shù)計(jì)的組分制成：丙烯酸單體80-100份，水性納米二氧化硅3-7份，海藻酸鈉5-10份,水200-300份，引發(fā)劑0.1-0.5份。

7、具體實(shí)施時(shí)，海藻酸鈉的羥基和羧基與水性納米二氧化硅表面的羥基形成氫鍵，這導(dǎo)致了水性納米二氧化硅在海藻酸鈉的分散下被均勻分散在水中，避免了水性納米二氧化硅出現(xiàn)團(tuán)聚現(xiàn)象，從而導(dǎo)致其不能充分和丙烯酸共聚。丙烯酸通過滴加加入海藻酸鈉-水性納米二氧化硅-水的混合物中，再進(jìn)行共聚，此時(shí)丙烯酸由于受到氫鍵作用和攪拌作用，接近水性納米二氧化硅，并與水性納米二氧化硅和海藻酸鈉表面的羥基反應(yīng)，在水性納米二氧化硅和海藻酸鈉表面聚合形成聚丙烯酸鏈并相互纏結(jié)，從而使制成的所述正極粘結(jié)劑具備高粘結(jié)力和高力學(xué)性能。水性納米二氧化硅可以提高所述正極粘結(jié)劑的力學(xué)性能和粘結(jié)力，海藻酸鈉可以提高所述正極粘結(jié)劑的力學(xué)性能，丙烯酸聚合后使所述正極粘結(jié)劑具備基礎(chǔ)性能。且丙烯酸-水性納米二氧化硅-海藻酸鈉體系由于各成分分布均勻且相互之間形成共價(jià)鍵或相互纏結(jié)，其力學(xué)性能和粘結(jié)力非常高。海藻酸鈉可實(shí)現(xiàn)對(duì)丙烯酸的增溶且氫鍵作用使丙烯酸和水性納米二氧化硅同處于海藻酸鈉分子鏈內(nèi)部，可以形成一定粒徑的所述正極粘合劑粒子。

8、需要說明的是，水性納米二氧化硅是親水的，和油性納米二氧化硅相反，油性納米二氧化硅是疏水的。

9、優(yōu)選地，水性納米二氧化硅的粒徑為10-100nm。

10、優(yōu)選地，所述水性納米二氧化硅為水分散膠體狀或固態(tài)。

11、具體實(shí)施時(shí)，水性納米二氧化硅為水分散膠體狀或固態(tài)，其中水分散膠體狀的水型納米二氧化硅，與固態(tài)的水性二氧化硅相比，能夠更容易地和更有效地分散在水中，且更不易團(tuán)聚。

12、優(yōu)選地，海藻酸鈉的純度為99％及以上。

13、本發(fā)明還提供一種上述任一技術(shù)方案所述應(yīng)用于動(dòng)力電池的電池正極粘結(jié)劑的制備方法，包括如下步驟：將海藻酸鈉溶解在水中，反應(yīng)一段時(shí)間后加入水性納米二氧化硅并邊加邊攪拌，充分反應(yīng)后，再將丙烯酸單體和引發(fā)劑同時(shí)通過滴加方式加入，并在攪拌和恒溫下進(jìn)行聚合，獲得所述正極粘結(jié)劑。

14、具體實(shí)施時(shí)，海藻酸鈉溶解在水中后加入水性納米二氧化硅，可以使水性納米二氧化硅被海藻酸鈉分散并有效分散在水中，然后通過滴加方式加入丙烯酸單體和引發(fā)劑，先使丙烯酸單體中的——cooh與水性納米二氧化硅和海藻酸鈉中的——oh通過氫鍵吸引并反應(yīng)，再以此為基礎(chǔ)在水性納米二氧化硅和海藻酸鈉上生成聚丙烯酸鏈段，為了反應(yīng)充分，需要在攪拌和恒溫下進(jìn)行聚合，從而獲得所述正極粘結(jié)劑。丙烯酸單體和引發(fā)劑滴加之前，需要先把溫度調(diào)節(jié)至75℃-85℃，攪拌轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)為3000-4000rpm，才能進(jìn)行后續(xù)步驟。反應(yīng)過程中，采用酸作為催化劑并使ph保持為4-6。

15、優(yōu)選地，加熱海藻酸鈉的溫度為50℃-55℃，攪拌轉(zhuǎn)速為500-1000rpm，反應(yīng)時(shí)間為2-2.5小時(shí)。

16、優(yōu)選地，加入水性納米二氧化硅的反應(yīng)溫度為50℃-55℃，攪拌轉(zhuǎn)速為3500-4000rpm，反應(yīng)時(shí)間為1-1.5小時(shí)。

17、優(yōu)選地，每200-300ml水中，丙烯酸單體的滴加速率為0.2-0.5ml/min,引發(fā)劑的滴加速率為0.1-0.15ml/min。

18、優(yōu)選地，丙烯酸單體和引發(fā)劑滴加時(shí)的反應(yīng)溫度為75℃-85℃，攪拌轉(zhuǎn)速為3000-4000rpm，引發(fā)劑為過硫酸銨，引發(fā)劑濃度為1-2g/l，反應(yīng)時(shí)間為6-12小時(shí)。

19、具體實(shí)施時(shí)，丙烯酸單體和引發(fā)劑滴加之前，需要先把溫度調(diào)節(jié)至75℃-85℃，攪拌轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)為3000-4000rpm，才能進(jìn)行后續(xù)步驟。且丙烯酸單體滴加前，需去除阻聚劑。

20、優(yōu)選地，還包括終止劑,終止劑為硫酸，采用直接加入法，加入量為1-5份。

21、具體實(shí)施時(shí)，聚合反應(yīng)可以因?yàn)榉磻?yīng)物耗盡而自然終止，也可以加入終止劑終止。

22、本發(fā)明還提供一種電池正極極片，該電池正極極片使用上述任一種應(yīng)用于動(dòng)力電池的電池正極粘結(jié)劑制得。

23、本發(fā)明還提供一種動(dòng)力電池，該動(dòng)力電池包括上述的電池正極極片。

24、相比現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的有益效果在于：

25、(1)本發(fā)明的一種應(yīng)用于動(dòng)力電池的電池正極粘結(jié)劑，其優(yōu)點(diǎn)在于，海藻酸鈉的羥基和羧基與水性納米二氧化硅表面的羥基形成氫鍵，這導(dǎo)致了水性納米二氧化硅在海藻酸鈉的分散下被均勻分散在水中，避免了水性納米二氧化硅出現(xiàn)團(tuán)聚現(xiàn)象，從而使得水性納米二氧化硅能夠與丙烯酸單體充分共聚。丙烯酸通過滴加加入海藻酸鈉-水性納米二氧化硅-水的混合物中，再進(jìn)行共聚，此時(shí)丙烯酸由于受到氫鍵作用和攪拌作用，接近水性納米二氧化硅，并與水性納米二氧化硅和海藻酸鈉表面的羥基反應(yīng)，在水性納米二氧化硅和海藻酸鈉表面聚合形成聚丙烯酸鏈并相互纏結(jié)，從而使制成的電池正極粘結(jié)劑具備高粘結(jié)力和高力學(xué)性能。水性納米二氧化硅能夠提高電池正極粘結(jié)劑的力學(xué)性能和粘結(jié)力，海藻酸鈉能夠提高電池正極粘結(jié)劑的力學(xué)性能，丙烯酸聚合后使電池正極粘結(jié)劑具備基礎(chǔ)性能。且丙烯酸-水性納米二氧化硅-海藻酸鈉體系由于各成分分布均勻且相互之間形成共價(jià)鍵或相互纏結(jié)，其力學(xué)性能和粘結(jié)力非常高。海藻酸鈉能實(shí)現(xiàn)對(duì)丙烯酸的增溶且氫鍵作用使丙烯酸和水性納米二氧化硅同處于海藻酸鈉分子鏈內(nèi)部，能形成一定粒徑的電池正極粘合劑粒子。因此，該應(yīng)用于動(dòng)力電池的電池正極粘結(jié)劑具有力學(xué)性能和粘結(jié)性能優(yōu)異的優(yōu)點(diǎn)。

26、(2)本發(fā)明的一種應(yīng)用于動(dòng)力電池的電池正極粘結(jié)劑的制備方法，具有方法簡(jiǎn)單，能適用于大規(guī)模生產(chǎn)的特點(diǎn)。

27、(3)本發(fā)明的一種電池正極極片，具有剝離強(qiáng)度和拉伸強(qiáng)度好的優(yōu)點(diǎn)。

28、(4)本發(fā)明的一種動(dòng)力電池，具有上述正極極片的所有優(yōu)點(diǎn)。