粘结剂、负极极片及电化学装置
阅读：141发布：2022-08-13
专利汇可以提供粘结剂、负极极片及电化学装置专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 申请 涉及储能材料领域，具体讲，涉及一种粘结剂及应用该粘结剂的负极极片和电化学装置，所述粘结剂包括高分子 聚合物 ，所述高分子聚合物为 水 溶性的聚合物，所述高分子聚合物包括所述功能化基团，所述功能化基团选自酯基、醚基、羧基，羟基、氰基、酰胺基、磺酸基中的至少三种。本申请的粘结剂与活性材料之间的粘结 力 较强，且与 电解 液的 亲和性 好，有利于电解液的浸润，进而改善活性材料/电解液的 接触 界面，减少了电解液在负极的副反应，从而减少 电池 在高温存储过程中的产气量，改善了电池的存储性能、安全行及 循环寿命 。，下面是粘结剂、负极极片及电化学装置专利的具体信息内容。
1.一种粘结剂，包括高分子聚合物，其特征在于，所述高分子聚合物为水溶性的聚合物，所述高分子聚合物包括所述功能化基团，所述功能化基团选自酯基、醚基、羧基，羟基、氰基、酰胺基、磺酸基中的至少三种。
2.根据权利要求1所述的粘结剂，其特征在于，每种所述功能化基团所属单体单元在所述高分子聚合物中所占的质量比为5％～90％。
3.根据权利要求1所述的粘结剂，其特征在于，所述高分子聚合物的分子量为30W Da～
200W Da。
4.根据权利要求1所述的粘结剂，其特征在于，所述功能化基团所属聚合单体为乙烯基单体。
5.根据权利要求4所述的粘结剂，其特征在于，所述乙烯基单体可选自丙烯腈及其衍生物类中的至少一种，优选地，所述乙烯基单体可选自聚醚丙烯酸酯，丙烯酸，丙烯酸酯，丙烯酰胺，丙烯酸缩水甘油酯中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的粘结剂，其特征在于，每种所述功能化基团所属聚合单体可选自丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸异丁酯、丙烯酸叔丁酯、丙烯酸羟丁酯、丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸羟丁酯、甲基丙烯酸二甲胺基乙酯、甲基丙烯酸二乙胺基乙酯、聚(乙二醇)丙烯酸酯、聚(乙二醇)甲基丙烯酸酯、乙酸乙烯酯、丙烯酸-2-乙氧基乙酯、甲丙烯酸乙酯、丙烯酸-2-乙基己酯、丙烯酸月桂酯、甲基丙烯酸月桂酯、2-(二甲氨基)丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酰乙酸乙酯、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、自丙烯腈、2-乙基氰基丙烯酸酯、乙基丙烯腈、甲基丙烯腈、α-氯代丙烯腈、β-氯代丙烯腈，α-溴代丙烯腈，N-乙烯基甲酰胺，丙烯酸-2-乙氰基乙酯、2-(二甲氨基)丙烯酸乙酯、2-(二甲氨基)丙烯酸丙酯、2-(二甲氨基)丙烯酸乙酯、2-(二甲氨基)甲基丙烯酸丙酯、2-(二乙氨基)甲基丙烯酸乙酯、2-(二甲氨基)甲基丙烯酸乙酯，N-异丙基丙烯酰胺、丙烯酰胺、N-羟甲基丙烯酰胺、N-羟乙基丙烯酰胺、N-羟丙基丙烯酰胺、N-(2-羟丙基)丙烯酰胺基酯、N-(2-二甲氨基乙基)丙烯酰胺、丙烯酸缩水甘油胺及甲基丙烯酸缩水甘油胺中的至少一种。
7.一种负极极片，包括集流体及负极膜片，所述负极膜片包括活性材料、粘结剂、分散剂及导电剂，其特征在于，所述粘结剂为权利要求1-6中任意一项所述的粘结剂。
8.根据权利要求7所述的负极极片，其特征在于，所述粘结剂占所述负极膜片的1.0％～3.5wt％，所述分散剂占所述负极膜片的0.3～1.5wt％，所述导电剂占所述负极膜片的0-
2wt％。
9.一种电化学装置，包括正极极片及负极极片，所述正极极片包括三元材料，其特征在于，所述负极极片为权利要求7或8任意一项所述的负极极片。
10.根据权利要求9所述的电化学装置，其特征在于，所述三元材料包括LiNi1/3Co1/
3Mn1/3O2、LiNi0.4Co0.2Mn0.4O2、LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2、LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2中的至少一种。
粘结剂、负极极片及电化学装置
技术领域
[0001] 本申请涉及储能材料领域，具体地讲，涉及一种粘结剂及应用该粘结剂的负极极片及电化学装置。
背景技术
[0002] 锂离子电池由于具备能量密度大、输出功率高、循环寿命长和环境污染小等优点而被广泛应用于电动汽车以及消费类电子产品中。目前对锂离子电池的需求是：高电压、高功率、长循环寿命、长存储寿命且安全性能优异。
[0003] 三元材料由于具有较高的比容量，与磷酸铁锂相比，三元材料(NCA、NCM等)具备更高的能量密度。因此目前看来NCM作为正极材料的电池将成为未来动力的主要选择。在锂离子电池的实际使用过程中锂离子电池的安全性备受关注。高温存储或循环产气问题是导致三元锂离子电池安全性降低的一个重要因素。引起锂离子电池高温存储产气的原因很多，例如正极高镍材料表面中的成分在高温下会与电解液发生副反应进而导致电芯的容量衰减及产气问题。或者高温高压下正极的小分子副反应产物游离到负极造成SEI结构的破坏、副反应增多导致产气问题。高温存储产气后，可能会导致电池壳体胀大，内压升高，对电动汽车的安全运行造成严重威胁。因此，在锂离子电池的高温存储过程中要尽可能的避免产气的发生。应对以上问题，通常的解决方法是电解液成分优化以及正极材料的参杂包覆等，避免副反应的发生，提升锂离子电池的安全性和循环寿命。发明内容
[0004] 鉴于此，本发明第一方面提供一种粘结剂，其能够改善锂离子电池高温存储产气问题，从而提升电池的安全性及循环寿命。
[0006] 本发明第二方面提供一种负极极片，包括集流体及负极膜片，所述负极膜片包括活性材料、粘结剂、分散剂及导电剂，所述粘结剂为上述第一方面的粘结剂。
[0007] 本发明第三方面提供一种电化学装置，包括正极极片及上述第二方面的负极极片，所述正极极片包括三元材料。
[0008] 本发明至少具有以下的有益效果：
[0009] 上述粘结剂中的水溶性高分子聚合物包括功能化基团，所述功能化基团选自酯基、醚基、羧基，羟基、氰基、酰胺基、磺酸基中的至少三种，不同的功能化基团分别用来保证粘结剂的水溶性，增加链段柔韧性，增强极片粘结力，利用粘结剂表面带有的功能化基团来增加粘结剂与活性材料之间的粘结力等作用。仅包含一种或两种功能化基团组成的聚合物结构往往存在粘结力过低，加工困难等问题，进而影响电芯的循环存储寿命。通过上述合理的结构设计，带有三种以上功能化基团的共聚物结构可以解决以上问题。完全水溶的高分子粘结剂可以保证，活性材料、导电剂和粘结剂在浆料中可以均匀地分散开，极片干燥后溶液型粘结剂可以在活性材料颗粒表面形成网状包覆结构，粘结剂结构中所带有的功能化基团与电解液的亲和性好，有利于电解液的浸润，进而改善石墨/电解液的接触界面，减少了电解液在负极的副反应，从而减少电池在高温存储过程中的产气量，改善了电池的存储性能、安全行及循环寿命。
具体实施方式
[0010] 为了使本申请的发明目的、技术方案和有益技术效果更加清晰，以下结合实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解的是，本说明书中描述的实施例仅仅是为了解释本申请，并非为了限定本申请，实施例的配方、比例等可因地制宜做出选择而对结果并无实质性影响。
[0011] 下面详细说明根据本申请的粘结剂、负极极片及电化学装置。
[0012] 首先说明根据本申请第一方面的粘结剂。
[0013] 一种粘结剂，包括高分子聚合物，所述高分子聚合物为水溶性的聚合物，所述高分子聚合物包括所述功能化基团，所述功能化基团选自酯基、醚基、羧基，羟基、氰基、酰胺基、磺酸基中的至少三种。
[0014] 上述粘结剂中的水溶性高分子聚合物包括功能化基团，所述功能化基团选自酯基、醚基、羧基，羟基、氰基、酰胺基、磺酸基中的至少三种，不同的功能化基团分别用来保证粘结剂的水溶性，增加链段柔韧性，增强与电解液的亲和性，利用粘结剂表面带有的功能化基团来增加粘结剂与活性材料之间的粘结力等作用。仅包含一种或两种功能化基团组成的聚合物结构往往存在粘结力过低，加工困难等问题，进而影响电芯的循环存储寿命。通过合理的结构设计，带有上述三种以上功能化基团的共聚物结构可以解决以上问题。完全水溶的高分子粘结剂可以保证，活性材料、导电剂和粘结剂在浆料中可以均匀地分散开，极片干燥后溶液型粘结剂可以在活性材料颗粒表面形成网状包覆结构，粘结剂结构中所带有的功能化基团与电解液的亲和性好，有利于电解液的浸润，进而改善活性材料/电解液的接触界面，减少了电解液在负极的副反应，从而减少电池在高温存储过程中的产气量，改善了电池的存储性能、安全行及循环寿命。
[0015] 可选地，每种所述功能化基团所属单体单元在所述高分子聚合物中所占的质量比为5％～90％，其下限值为5％、15％、20％、25％、30％、35％、40％、45％、50％，其上限值为90％、85％、80％、75％、70％、65％、60％、55％，优选为5％～75％。单一组分质量比过高易导致粘结剂的粘结力低，浆料加工异常或与电解液的相容性差等问题，共聚物中单一组分的质量比过低则抑制存储产气的效果相对来说较差一些。
[0016] 可选地，所述高分子聚合物的分子量为30W Da～200W Da，其下限值为30W Da、40W Da、50W Da、60W Da、70W Da、80W Da、90W Da、100W Da、120W Da，其上限值为200W Da、190W Da、180W Da、170W Da、160W Da、150W Da、140W Da、130W Da，优选为60W～150W。分子量过低对活性材料的粘结力不足，分子量太高材料的浆料加工性能会变差。
[0017] 可选地，所述功能化基团所属聚合单体为乙烯基单体。
[0019] 可选地，每种所述功能化基团所属聚合单体可选自丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸异丁酯、丙烯酸叔丁酯、丙烯酸羟丁酯、丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸羟丁酯、甲基丙烯酸二甲胺基乙酯、甲基丙烯酸二乙胺基乙酯、聚(乙二醇)丙烯酸酯、聚(乙二醇)甲基丙烯酸酯、乙酸乙烯酯、丙烯酸-2-乙氧基乙酯、甲丙烯酸乙酯、丙烯酸-2-乙基己酯、丙烯酸月桂酯、甲基丙烯酸月桂酯、2-(二甲氨基)丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酰乙酸乙酯、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、自丙烯腈、2-乙基氰基丙烯酸酯、乙基丙烯腈、甲基丙烯腈、α-氯代丙烯腈、β-氯代丙烯腈，α-溴代丙烯腈，N-乙烯基甲酰胺，丙烯酸-2-乙氰基乙酯、2-(二甲氨基)丙烯酸乙酯、2-(二甲氨基)丙烯酸丙酯、2-(二甲氨基)丙烯酸乙酯、
2-(二甲氨基)甲基丙烯酸丙酯、2-(二乙氨基)甲基丙烯酸乙酯、2-(二甲氨基)甲基丙烯酸乙酯，N-异丙基丙烯酰胺、丙烯酰胺、N-羟甲基丙烯酰胺、N-羟乙基丙烯酰胺、N-羟丙基丙烯酰胺、N-(2-羟丙基)丙烯酰胺基酯、N-(2-二甲氨基乙基)丙烯酰胺、丙烯酸缩水甘油胺及甲基丙烯酸缩水甘油胺中的至少一种。
2-(二甲氨基)甲基丙烯酸丙酯、2-(二乙氨基)甲基丙烯酸乙酯、2-(二甲氨基)甲基丙烯酸乙酯，N-异丙基丙烯酰胺、丙烯酰胺、N-羟甲基丙烯酰胺、N-羟乙基丙烯酰胺、N-羟丙基丙烯酰胺、N-(2-羟丙基)丙烯酰胺基酯、N-(2-二甲氨基乙基)丙烯酰胺、丙烯酸缩水甘油胺及甲基丙烯酸缩水甘油胺中的至少一种。
[0020] 本发明第二方面提供一种负极极片，包括集流体及负极膜片，所述负极膜片包括活性材料、粘结剂、分散剂及导电剂，所述粘结剂为上述第一方面的粘结剂。
[0021] 可选地，所述粘结剂占所述负极膜片的1.0％～3.5wt％，其下限值为1％、1.2％、1.3％、1.4％、1.5％、1.6％、1.7％、1.8％、1.9％、2％、2.1％、2.2％、2.3％，其上限值为
3.5％、3.4％、3.3％、3.2％、3.1％、3％、2.9％、2.8％、2.7％、2.6％、2.5％、2.4％，优选为
1.3％～3.1％。在负极膜片中粘结剂的用量过小会导致对石墨表面的包覆不够充分、粘结力不足等问题，粘结剂的用量过高会导致电芯的内阻偏高，循环性能恶化等问题。
3.5％、3.4％、3.3％、3.2％、3.1％、3％、2.9％、2.8％、2.7％、2.6％、2.5％、2.4％，优选为
1.3％～3.1％。在负极膜片中粘结剂的用量过小会导致对石墨表面的包覆不够充分、粘结力不足等问题，粘结剂的用量过高会导致电芯的内阻偏高，循环性能恶化等问题。
[0022] 所述分散剂占所述负极膜片的0.3～1.5wt％，其下限值为0.3％、0.4％、0.5％、0.6％、0.7％、0.8％、0.9％，其上限值为1.5％、1.4％、1.3％、1.2％、1.1％、1％，优选为
0.5％～1.2％。分散剂的用量过低得到的浆料稳定性差，影响极片涂布的一致性，用量过高不利于电芯制作的经济性。
0.5％～1.2％。分散剂的用量过低得到的浆料稳定性差，影响极片涂布的一致性，用量过高不利于电芯制作的经济性。
[0023] 所述导电剂占所述负极膜片的0-2wt％，其下限值为0、0.1％、0.2％、0.3％、0.4％、0.5％、0.6％、0.7％、0.8％、0.9％，其上限值为2％、1.9％、1.8％、1.7％、1.6％、
1.5％、1.4％、1.3％、1.2％、1.1％、1％，优选为0.6％～1.2％。用量过低影响电性能发挥，用量过高则不利于电芯制作的经济性。
1.5％、1.4％、1.3％、1.2％、1.1％、1％，优选为0.6％～1.2％。用量过低影响电性能发挥，用量过高则不利于电芯制作的经济性。
[0024] 所述活性材料包括含有一种或几种选自Si、Sn、SiOx、SnOy、Si/C、Sn/C、Si的卤化物、Sn的卤化物、Si合金、Sn合金、石墨、无定形碳，其中，Si合金可为Si与其中或几种金属元素形成的合金物质。
[0027] 本发明第三方面提供一种电化学装置，包括正极极片及上述第二方面的负极极片，所述正极极片包括三元材料。
[0028] 可选地，所述三元材料包括LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2、LiNi0.4Co0.2Mn0.4O2、LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2、LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2中的至少一种。
[0029] 实施例
[0030] 在本申请实施例的下述具体实施例中，仅示出以锂离子电池为例的实施例，但本申请实施例不限于此。下面结合锂离子电池的实施例，进一步阐述本申请。应理解，这些实施例仅用于说明本申请而不用于限制本申请的范围。在下述实施例、对比例中，所使用到的试剂、材料以及仪器如没有特殊的说明，均可商购获得。
[0031] 1.正极片的制备
[0032] 按质量百分比计，将三元正极活性材料(NCM811)、粘结剂聚偏氟乙烯、导电碳按照97％:1.5％:1.5％的比例分散均匀，加入NMP搅拌制浆，在铝箔上进行双面涂覆(铝箔厚度为12μm)，经过干燥、辊压、分切、极耳焊接等工序制备得到正极极片。
[0033] 2.负极片的制备
[0034] 将负极活性材料、分散剂、导电剂、负极粘结剂按照一定的质量百分比混合在去离子水中搅拌制备成浆料，在铜箔表面进行双面涂覆(铜箔厚度为8μm)，经过干燥、辊压、分切、极耳焊接等工序制备得到负极极片。
[0035] 3.电解液组成
[0037] 4.锂离子电池的制备
[0039] 实施例1
[0040] 按照上述锂离子电池的制备过程制备本实施例锂离子电池，其中:
[0041] 负极活性材料为人造石墨，分散剂为羧甲基纤维素钠，导电剂为导电碳，负极粘结剂中的水溶性高分子聚合物包括羧基、酰胺基、氰基等三种功能化基团，且以重量计，羧基所属单体单元：酰胺基所属单体单元：氰基所属单体单元为15％：70％：15％；以重量计，负极活性材料：分散剂：导电剂：粘结剂为96％:1.0％:1.0％:2.0％。上述材料在铜箔表面进行双面涂覆。
[0042] 实施例2
[0043] 锂离子电池的制备过程，及负极极片的辊压过程与实施例1相同，区别在于:
[0044] 负极粘结剂中的水溶性高分子聚合物包括酯基、酰胺基、羧基等三种功能化基团，且以重量计，酯基所属单体单元：酰胺基所属单体单元：羧基所属单体单元为15％：75％：10％。
[0045] 实施例3
[0046] 锂离子电池的制备过程及负极极片的辊压过程与实施例1相同，区别在于:
[0047] 负极粘结剂中的水溶性高分子聚合物包括酯基、羧基、氰基、磺酸基等四种功能化基团，且以重量计，酯基所属单体单元：羧基所属单体单元：氰基所属单体单元：磺酸基所属单体单元为10％：75％：10％：5％。
[0048] 实施例4
[0049] 锂离子电池的制备过程及负极极片的辊压过程与实施例1相同，区别在于:
[0050] 负极粘结剂中的水溶性高分子聚合物包括酯基、羧基、羟基、酰胺基等四种功能化基团，且以重量计，酯基所属单体单元：羧基所属单体单元：羟基所属单体单元：酰胺基所属单体单元为10％：55％：10％：25％。
[0051] 实施例5
[0052] 锂离子电池的制备过程及负极极片的辊压过程与实施例1相同，区别在于:
[0053] 负极粘结剂中的水溶性高分子聚合物包括酯基、羧基、氰基、酰胺基等四种功能化基团，且以重量计，酯基所属单体单元：羧基所属单体单元：氰基所属单体单元：酰胺基所属单体单元为5％：15％：15％：65％。
[0054] 实施例6
[0055] 锂离子电池的制备过程及负极极片的辊压过程与实施例1相同，区别在于:
[0056] 负极粘结剂中的水溶性高分子聚合物包括醚基、羧基、氰基、酰胺基等四种功能化基团，且以重量计，醚基所属单体单元：羧基所属单体单元：氰基所属单体单元：酰胺基所属单体单元为50％：5％：15％：30％。
[0057] 对比例1
[0058] 锂离子电池的制备过程，负极极片的辊压过程与实施例1相同，区别在于:
[0060] 对比例2
[0061] 锂离子电池的制备过程，负极极片的辊压过程与实施例1相同，区别在于：
[0062] 粘结剂为苯丙乳液，负极活性材料为人造石墨，分散剂为羧甲基纤维素钠，导电剂为导电碳。以重量计，负极活性材料：分散剂：导电剂：粘结剂为96％:1.0％:1.0％:2.0％。
[0063] 对比例3
[0064] 锂离子电池的制备过程，负极极片的辊压过程与实施例1相同，区别在于：
[0065] 粘结剂为二元水溶性高分子共聚物，负极活性材料为人造石墨，分散剂为羧甲基纤维素钠，导电剂为导电碳。以重量计，负极活性材料：分散剂：导电剂：粘结剂为96％:1.0％:1.0％:2.0％。
[0066] 对比例4
[0067] 锂离子电池的制备过程，负极极片的辊压过程与实施例1相同，区别在于：
[0068] 粘结剂为二元水溶性高分子共聚物，负极活性材料为人造石墨，分散剂为羧甲基纤维素钠，导电剂为导电碳。以重量计，负极活性材料：分散剂：导电剂：粘结剂为96％:1.0％:1.0％:2.0％。
[0069] 对比例5，对比例6
[0070] 粘结剂为二元水溶性高分子共聚物，然而受单体及聚合物结构的限制，该两个对比例的共聚物组合不能得到完全水溶的共聚物，未进一步制备对应的锂离子电池。
[0071] 实施例1-6及对比例1-6的功能化基团及其重量比请参表1。
[0072] 表1实施例及对比例的功能化基团及其重量比
[0073]NO. 功能化基团 功能化基团所属单体单元重量比
实施例1 羧基、酰胺基、氰基 15％：70％：15％
实施例2 酯基、酰胺基、羧基 15％：70％：15％
实施例3 酯基、羧基、氰基、磺酸基 10％：75％：10％：5％
实施例4 酯基、羧基、羟基、酰胺基 10％：55％：10％：25％
实施例5 酯基、羧基、氰基、酰胺基 5％：15％：15％：65％
实施例6 醚基、羧基、氰基、酰胺基 50％：5％：15％：30％
对比例1 无(丁苯橡胶乳液) 100％
对比例2 无(苯丙乳液) 100％
对比例3 羧基、酰胺基 30％：70％
对比例4 醚基、羧基 50％：50％
对比例5 氰基、酯基 50％：50％
对比例6 氰基、羟基 50％：50％
实施例1 羧基、酰胺基、氰基 15％：70％：15％
实施例2 酯基、酰胺基、羧基 15％：70％：15％
实施例3 酯基、羧基、氰基、磺酸基 10％：75％：10％：5％
实施例4 酯基、羧基、羟基、酰胺基 10％：55％：10％：25％
实施例5 酯基、羧基、氰基、酰胺基 5％：15％：15％：65％
实施例6 醚基、羧基、氰基、酰胺基 50％：5％：15％：30％
对比例1 无(丁苯橡胶乳液) 100％
对比例2 无(苯丙乳液) 100％
对比例3 羧基、酰胺基 30％：70％
对比例4 醚基、羧基 50％：50％
对比例5 氰基、酯基 50％：50％
对比例6 氰基、羟基 50％：50％
[0074] 锂离子电池的性能测试。
[0075] (1)锂离子电池的放电倍率性能测试
[0076] 常温下，将锂离子电池以0.5C恒流充电到4.2V，恒压充电至0.05C截止。0.5C恒流放电至2.8V截止，记录放电容量，以此容量为100％；。
[0077] 常温下，将锂离子电池以1.0C恒流充电到4.2V，恒压充电至0.05C截止。0.5C恒流放电至2.8V截止，记录放电容量，计算百分比；
[0078] 常温下，将锂离子电池以1.5C恒流充电到4.2V，恒压充电至0.05C截止。0.5C恒流放电至2.8V截止，记录放电容量，计算百分比；
[0079] 常温下，将锂离子电池以2.0C恒流充电到4.2V，恒压充电至0.05C截止。0.5C恒流放电至2.8V截止，记录放电容量，计算百分比。
[0080] 性能测试结果见表2。
[0081] 表2电池充电倍率性能
[0082]倍率 0.5C 1.0C 2.0C 3.0C
对比例1 100％ 91.50％ 86.50％ 78.90％
对比例2 100％ 91.90％ 87.40％ 79.20％
对比例3 100％ 91.30％ 86.10％ 78.20％
对比例4 100％ 91.20％ 87.00％ 78.80％
实施例1 100％ 91.40％ 86.60％ 79.30％
实施例2 100％ 90.60％ 84.10％ 78.00％
实施例3 100％ 91.60％ 84.90％ 79.10％
实施例4 100％ 90.10％ 84.20％ 78.10％
实施例5 100％ 91.20％ 86.30％ 79.70％
实施例6 100％ 90.50％ 86.30％ 79.30％
对比例1 100％ 91.50％ 86.50％ 78.90％
对比例2 100％ 91.90％ 87.40％ 79.20％
对比例3 100％ 91.30％ 86.10％ 78.20％
对比例4 100％ 91.20％ 87.00％ 78.80％
实施例1 100％ 91.40％ 86.60％ 79.30％
实施例2 100％ 90.60％ 84.10％ 78.00％
实施例3 100％ 91.60％ 84.90％ 79.10％
实施例4 100％ 90.10％ 84.20％ 78.10％
实施例5 100％ 91.20％ 86.30％ 79.70％
实施例6 100％ 90.50％ 86.30％ 79.30％
[0083] (2)锂离子电池的循环能测试
[0084] 常温下:
[0085] 1.将锂离子电池以1.0C恒流充电到4.2V，恒压充电至0.05C截止；
[0086] 2.1.0C恒流放电至2.8V截止，记录放电容量，重复1-2步直至放电容量衰减至80％。
[0087] 测试结果见表3。
[0088] 表3电池循环性能数据
[0089]
[0090]
[0091] 注：表3中“-”指放电容量降低至80％以下，停止数据收集。
[0092] (3)锂离子电池高温存储产气测试
[0093] 测试步骤:
[0094] 1.将锂离子电池以1.0C恒流充电到4.2V，恒压充电至0.05C截止；
[0095] 2.将满充的锂离子电池放入80℃恒温箱中存储，存储前，测容量初始体积，存储过程中每2天出炉一次，静置冷却至室温后用排水法测试电芯体积，转回恒温箱存储；
[0096] 3.当电池体积膨胀到原来的50％或者存储20天，停止存储。
[0097] 测试结果见表4。表4电池高温(80℃)存储产气测试数据
[0098]
[0099]
[0101] 如上数据表明，使用本申请第一方面的粘结剂制备的锂离子电池具有更好的循环性能，同时也能降低高温存储产气量。
[0102] 本申请第一方面的粘结剂中的水溶性高分子聚合物包括功能化基团，所述功能化基团选自酯基、醚基、羧基，羟基、氰基、酰胺、磺酸基中的至少三种，不同的功能化基团分别用来保证粘结剂的水溶性，增加链段柔韧性，增强极片粘结力，利用粘结剂表面带有的功能化基团来增加粘结剂与活性材料之间的粘结力等作用。仅包含一种或两种功能化基团组成的聚合物结构往往存在粘结力过低，加工困难等问题，进而影响电芯的循环存储寿命。通过上述合理的结构设计，带有三种以上功能化基团的共聚物结构可以解决以上问题。完全水溶的高分子粘结剂可以保证，石墨、导电剂和粘结剂在浆料中可以均匀地分散开，极片干燥后溶液型粘结剂可以在石墨颗粒表面形成网状包覆结构，粘结剂结构中所带有的功能化基团与电解液的亲和性好，有利于电解液的浸润，进而改善石墨/电解液的接触界面，减少了电解液在负极的副反应，从而减少电池在高温存储过程中的产气量，改善了电池的高温存储、循环寿命及电芯的安全性。
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