用于鋰離子電池負(fù)極的木質(zhì)素基水性黏結(jié)劑和基于其的電極片與鋰離子電池的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于鋰離子電池技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種用于鋰離子電池負(fù)極的木質(zhì)素基水性黏結(jié)劑和基于其的鋰離子電池負(fù)極電極片與鋰離子電池。該木質(zhì)素基水性黏結(jié)劑包括以下重量份數(shù)的組分：水溶性木質(zhì)素100份；丁苯橡膠20～1000份。本發(fā)明還提供了一種基于上述黏結(jié)劑的鋰離子電池負(fù)極電極片及其鋰離子電池。本發(fā)明木質(zhì)素基水性黏結(jié)劑應(yīng)用于鋰離子電池負(fù)極，增加了電極材料的分散性和粘結(jié)力，有效克服活性材料的團(tuán)聚，提高電極漿料在Cu箔上的涂覆均勻性，電極材料韌性好，能降低其界面阻抗，降低了負(fù)極電極片電阻，較大改善材料的高倍率性能；另一方面，本發(fā)明提供的木質(zhì)素廣泛來源于天然植物，綠色環(huán)保，應(yīng)用于水系黏結(jié)劑能顯著降低電池的成本。
【專利說明】
用于鋰離子電池負(fù)極的木質(zhì)素基水性黏結(jié)劑和基于其的電極 片與鋰離子電池
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明屬于鋰離子電池技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種用于鋰離子電池負(fù)極的木質(zhì)素基 水性黏結(jié)劑和基于其的鋰離子電池負(fù)極電極片與鋰離子電池。
【背景技術(shù)】
[0002] 黏結(jié)劑雖是鋰離子電池電極片中的非活性成分，但卻是制備鋰離子電池電極片必 須使用的重要材料之一。在電極中，黏結(jié)劑既起到活性材料層間的黏結(jié)作用，也用于活性材 料層與集流體之間的黏結(jié)。除粘結(jié)性外，黏結(jié)劑還需要具有柔韌性、電解質(zhì)中的不溶解性、 致密性、化學(xué)和電化學(xué)穩(wěn)定性以及易于電極涂覆。加入最佳量的黏結(jié)劑，可以獲得較大的容 量、較長的循環(huán)壽命和較低的內(nèi)阻，這對提高電池的循環(huán)性能、快速充放電能力以及降低電 池的內(nèi)壓等具有促進(jìn)作用。
[0003] 傳統(tǒng)的有機(jī)溶劑型含氟黏結(jié)劑聚偏氟乙烯(PVDF)在商業(yè)生產(chǎn)電池中廣泛應(yīng)用，但 其易吸水，吸水后分子量下降，黏結(jié)性能變差;容易被非水相電解質(zhì)溶脹，使電極材料在集 流體上黏結(jié)性能變差;并且通常使用易揮發(fā)、易燃易爆、有毒的有機(jī)溶劑作分散劑，這些有 機(jī)溶劑不僅價(jià)格昂貴而且嚴(yán)重污染環(huán)境。與有機(jī)溶劑型黏結(jié)劑相比，水性黏結(jié)劑具有無溶 劑釋放、環(huán)保、成本低、不燃、使用安全等特點(diǎn)，成為鋰離子電池黏結(jié)劑行業(yè)的重要發(fā)展方 向。
[0004] 隨著人們研究的不斷深入，水性黏結(jié)劑目前已經(jīng)得到了迅速的發(fā)展，而且其種類 也越來越多。目前報(bào)道的水性黏結(jié)劑主要包括酚醛樹脂型、氨基樹脂型、聚丙烯酸脂型、橡 膠型乳液膠、乙烯-乙酸乙脂型、羧甲基纖維素鈉、海藻酸鈉、果膠酸鈉、殼聚糖等。特別地， 在目前規(guī)?；虡I(yè)生產(chǎn)中，鋰離子電池石墨負(fù)極片的制造己經(jīng)采用羧甲基纖維素鈉(CMC)/ 丁苯橡膠(SBR)這類水性黏結(jié)劑。然而，當(dāng)石墨負(fù)極使用CMC/SBR水性黏結(jié)劑時(shí)，電解液形成 "固態(tài)電解質(zhì)膜"（Solid Electrolyte Interface)的阻抗較大，不利于鋰離子的脫嵌，影響 電池的長期循環(huán)性能以及高倍率性能(J.Power Sources，2005，147，249-255)。
[0005] 木質(zhì)素是一種芳香族天然高分子化合物，是自然界中含量僅次于纖維素的生物質(zhì) 資源，具有三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，含有酚羥基、醇羥基、羧基和甲氧基等多種官能團(tuán)，是一種典型的 兩親性高分子。木質(zhì)素是一類廣泛存在于植物體內(nèi)的天然碳?xì)浠衔?，其含量在木材中達(dá) 20~35%，在草本植物中達(dá)15~25%。木質(zhì)素具有無毒、不結(jié)晶、耐熱、耐光、抗老化、粘接力 強(qiáng)、生物相容性好等諸多優(yōu)點(diǎn)。
[0006] 工業(yè)木質(zhì)素來源于制漿造紙、木材水解、生物質(zhì)能源等領(lǐng)域的廢棄物，主要包括水 溶性的木質(zhì)素磺酸鹽、水溶性較差的堿木質(zhì)素和酶解木質(zhì)素。然而，大量研究表明，可通過 磺化或羧基化等反應(yīng)賦予堿木質(zhì)素和酶解木質(zhì)素良好的水溶性。這些水溶性的木質(zhì)素具有 良好的吸附和分散性能，已廣泛用于水泥、農(nóng)藥、水煤漿、染料和導(dǎo)電聚合物等諸多固體顆 粒懸浮體系中的分散。眾所周知，負(fù)極活性材料分散的好壞，直接影響整個(gè)鋰離子電池的性 能。到目前為止，尚未有研究報(bào)道將水溶性木質(zhì)素用于鋰離子電池電極材料的分散和黏結(jié)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)與不足，本發(fā)明的首要目的在于提供一種用于鋰離 子電池負(fù)極的木質(zhì)素基水性黏結(jié)劑。
[0008] 本發(fā)明的另一目的在于提供一種基于上述木質(zhì)素基水性黏結(jié)劑的鋰離子電池負(fù) 極電極片。
[0009] 本發(fā)明的再一目的在于提供一種含有上述鋰離子電池負(fù)極電極片的鋰離子電池。
[0010] 本發(fā)明的目的通過下述方案實(shí)現(xiàn)：
[0011] -種用于鋰離子電池負(fù)極的木質(zhì)素基水性黏結(jié)劑，包括以下重量份數(shù)的組分：
[0012] 水溶性木質(zhì)素 1〇〇份
[0013] 丁苯橡膠（SBR) 20 ~1000份。
[0014] 所述的水溶性木質(zhì)素包括木質(zhì)素磺酸鹽，以及以堿木質(zhì)素或酶解木質(zhì)素為主要原 料，經(jīng)化學(xué)改性接入磺酸基、羧基、銨(胺)基等活性基團(tuán)而得到的改性產(chǎn)物中的至少一種。
[0015] 優(yōu)選地，所述的水溶性木質(zhì)素包括木質(zhì)素磺酸鹽、磺化堿木質(zhì)素、磺化酶解木質(zhì) 素、羧基化堿木質(zhì)素、羧基化酶解木質(zhì)素、銨(胺)化堿木質(zhì)素和銨(胺)化酶解木質(zhì)素中的至 少一種，其各組分的用量可為任意比例。
[0016] 本發(fā)明還提供一種基于上述木質(zhì)素基水性黏結(jié)劑的鋰離子電池負(fù)極電極片。
[0017] 所述的鋰離子電池負(fù)極電極片，采用如上所述的木質(zhì)素基水性黏結(jié)劑作為黏結(jié) 劑。所述鋰離子電池負(fù)極電極片的組分中包括活性材料、導(dǎo)電劑和木質(zhì)素基水性黏結(jié)劑。
[0018] 優(yōu)選地，所述鋰離子電池負(fù)極電極片中活性材料、導(dǎo)電劑和木質(zhì)素基水性黏結(jié)劑 的質(zhì)量比為（70~95): (1~20): (4~10)。
[0019] 所述的活性材料為本領(lǐng)域常規(guī)鋰離子電池電極用活性材料即可，可為石墨、活性 炭、中間相碳微球和硅/碳復(fù)合物中的至少一種。
[0020] 所述的導(dǎo)電劑為本領(lǐng)域常規(guī)導(dǎo)電劑即可，如導(dǎo)電炭黑(Super P)。
[0021] 所述鋰離子電池負(fù)極電極片的制備方法包括以下步驟：
[0022] 將木質(zhì)素基水性黏結(jié)劑中的水溶性木質(zhì)素、導(dǎo)電劑、活性材料、木質(zhì)素基水性黏結(jié) 劑中的SBR依次加入水中，攪拌均勻，即可得到電極漿料，將其涂覆于Cu箱上，干燥，滾壓，即 得鋰離子電池負(fù)極電極片。
[0023] 優(yōu)選地，所述電極漿料的固含量為30~70wt%。
[0024] 優(yōu)選地，所述干燥的條件為在80~120 °C下恒溫真空干燥12~48h。
[0025] 進(jìn)一步地，本發(fā)明還提供了一種含有如上所述的鋰離子電池負(fù)極電極片的鋰離子 電池。
[0026] 如上所述的鋰離子電池包括電池殼、極芯和電解液，所述的極芯和電解液密封于 電池殼內(nèi)，所述的極芯包括如上所述的包括木質(zhì)素基水性黏結(jié)劑的電極片、鋰片對電極和 位于電極之間的隔膜。
[0027]本發(fā)明的機(jī)理為：
[0028]本發(fā)明將木質(zhì)素基水性黏結(jié)劑應(yīng)用于鋰離子電池負(fù)極中，能顯著提升其高倍率性 能并降低其阻抗。通過在負(fù)極活性材料顆粒表面上吸附水溶性木質(zhì)素，結(jié)合木質(zhì)素本身的 三維空間網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)所形成的空間位阻作用，能夠有效地克服活性材料顆粒間的團(tuán)聚；同時(shí) 吸附在活性材料顆粒表面上的水溶性木質(zhì)素中大量存在的磺酸基、羧基或者銨(胺)基，可 與水分子之間形成氫鍵作用，從而使得活性材料顆粒能夠均勻且穩(wěn)定地分散在水中；此外 水溶性木質(zhì)素中疏水核可在活性材料顆粒之間形成橋聯(lián)作用，大大提高了活性物質(zhì)之間的 粘結(jié)力。因此，選擇水溶性木質(zhì)素和丁苯橡膠(SBR)復(fù)配作為黏結(jié)劑使用，一方面，增加了電 極活性材料的分散性和粘結(jié)力，提高了電極漿料在Cu箱上的涂覆均勻性，降低了負(fù)極電極 片電阻，提升了鋰離子電池的高倍率性能;另一方面，顯著減低了鋰離子電池的成本。
[0029] 本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術(shù)，具有如下的優(yōu)點(diǎn)及有益效果：
[0030] 本發(fā)明木質(zhì)素基水性黏結(jié)劑中水溶性木質(zhì)素和丁苯橡膠(SBR)的復(fù)配使用以及用 量的選擇，應(yīng)用于鋰離子電池負(fù)極，增加了電極材料的分散性和粘結(jié)力，電極材料韌性好， 能降低其界面阻抗，較大改善材料的高倍率性能；另一方面，本發(fā)明提供的木質(zhì)素廣泛來源 于天然植物，綠色環(huán)保，應(yīng)用于水系黏結(jié)劑能顯著降低電池的成本。
【附圖說明】
[0031] 圖1為本發(fā)明實(shí)施例1石墨負(fù)極及對比電極極片的外觀圖。
[0032 ]圖2為本發(fā)明實(shí)施例1石墨負(fù)極及對比電極的倍率性能圖。
[0033] 圖3為本發(fā)明實(shí)施例1石墨負(fù)極及對比電極的交流阻抗圖。
[0034] 圖4為本發(fā)明實(shí)施例2活性炭負(fù)極的倍率性能圖。
[0035] 圖5為本發(fā)明實(shí)施例3中間相碳微球負(fù)極的倍率性能圖。
[0036] 圖6為本發(fā)明實(shí)施例4硅/碳復(fù)合物負(fù)極的倍率性能圖。
[0037] 圖7為本發(fā)明對比例1石墨負(fù)極漿體涂布干燥后的外觀圖。
[0038] 圖8為本發(fā)明對比例2石墨負(fù)極的交流阻抗圖。
【具體實(shí)施方式】
[0039]下面結(jié)合實(shí)施例和附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的描述，但本發(fā)明的實(shí)施方式不限 于此。
[0040]下列實(shí)施例中所用的試劑均可從商業(yè)渠道購買得到。
[0041 ] 實(shí)施例1
[0042] 1、測試電極的配制：
[0043]石墨、導(dǎo)電炭黑（Super P)和木質(zhì)素基水性黏結(jié)劑的質(zhì)量比為85:6:9。木質(zhì)素基水 性黏結(jié)劑中水溶性木質(zhì)素(木質(zhì)素磺酸鈉)和SBR的質(zhì)量比為2:1。將木質(zhì)素基水性黏結(jié)劑中 的水溶性木質(zhì)素加入到適量去離子中，攪拌使其充分溶解;將導(dǎo)電炭黑加入到上步所得的 水溶性木質(zhì)素水溶液中，攪拌至均勻分散;將石墨加入到上步所得的混合物中，攪拌至均勻 分散;將木質(zhì)素基水性黏結(jié)劑中的SBR加入到上步所得的混合物中，攪拌至均勻分散，得到 電極漿料(固含量為60%);將得到的電極漿料均勻涂覆于Cu箱上，100°C真空干燥，滾壓，即 得鋰離子電池石墨負(fù)極電極片。將真空干燥過的極片裁片稱重后，將其在手套箱中組裝在 2032電池殼內(nèi)，以鋰片為對電極，以聚乙烯膜為隔膜，以1M LiPF6EC/DMC/DEC(V/V/v=l/l/ 1)為電解液組裝電池。
[0044] 2、對比電極的配制：
[0045] 利用CMC/SBR作為黏結(jié)劑，按同樣的方法配制對比電極。
[0046] 3、電化學(xué)測試：
[0047] 對測試電極、對比電極的進(jìn)行倍率充放電測試和阻抗測試。
[0048] 4、粒徑測試：
[0049] 借助激光粒度儀測試水溶性木質(zhì)素和CMC分別作為分散劑時(shí)石墨的平均粒徑。
[0050] 5、結(jié)果分析：
[0051] 圖1為本實(shí)施例石墨負(fù)極及對比電極極片的外觀圖。從圖1可以看出，水溶性木質(zhì) 素/ SBR作為黏結(jié)劑制備的石墨負(fù)極極片的涂布均勻性和極片的韌性，均和商用CMC/ SBR作 為黏結(jié)劑制備的石墨負(fù)極極片相當(dāng)，宏觀地表明水溶性木質(zhì)素 /SBR作為黏結(jié)劑的可能性。 圖2為本實(shí)施例測試電極和對比電極的倍率充放電曲線，表1為其相應(yīng)的首次充電比容量和 首次充放電效率，以及水溶性木質(zhì)素和CMC分別作為分散劑時(shí)石墨的平均粒徑。從表中可以 看出，采用水溶性木質(zhì)素 /SBR作為黏結(jié)劑的石墨電極的首次充電比容量為360.3mAh · g<、 首次效率為89.7%，均高于CMC/SBR的首次充電比容量339.3mAh · g-1、首次效率86.3%。而 且水溶性木質(zhì)素作為分散劑時(shí)石墨的平均粒徑(20μπι)小于CMC作為分散劑時(shí)石墨的平均粒 徑(39μπι)，表明水溶性木質(zhì)素在分散石墨方面較CMC有優(yōu)勢。此外，從圖2可以看出，采用水 溶性木質(zhì)素 /CMC作為黏結(jié)劑制備的石墨電極，當(dāng)電流強(qiáng)度達(dá)到2C時(shí)，其比容量為 253.7mAh · g_S遠(yuǎn)高于CMC/SBR黏結(jié)劑石墨電極的比容量112.7mAh · gi。圖3為測試電極和 對比電極的首次交流阻抗圖，由圖可見，采用水溶性木質(zhì)素 /SBR作為黏結(jié)劑制備的石墨電 極的電荷迀移電阻明顯小于CMC/SBR作為黏結(jié)劑石墨電極的電荷迀移電阻。
[0052] 表1不同黏結(jié)劑的石墨負(fù)極材料的性能參數(shù)
[0053]
[0054] 實(shí)施例2
[0055] 1、測試電極的配制：
[0056]本實(shí)施例與實(shí)施例1的區(qū)別在于，測試電極也是采用木質(zhì)素基水性黏結(jié)劑作為黏 結(jié)劑，但采用活性炭作為活性材料?；钚蕴?、導(dǎo)電炭黑（Super P)和木質(zhì)素基水性黏結(jié)劑的 質(zhì)量比為75:15:10。木質(zhì)素基水性黏結(jié)劑中水溶性木質(zhì)素(木質(zhì)素磺酸鈣和磺化堿木質(zhì)素 的二元混合物)和SBR的質(zhì)量比為3:1。將木質(zhì)素基水性黏結(jié)劑中的水溶性木質(zhì)素加入到適 量去離子中，攪拌使其充分溶解;將導(dǎo)電炭黑加入到上步所得的木質(zhì)素水溶液中，攪拌至均 勻分散;將活性炭加入到上步所得的混合物中，攪拌至均勻分散;將木質(zhì)素基水性黏結(jié)劑中 的SBR加入到上步所得的混合物中，攪拌至均勻分散，得到電極漿料（固含量為40%);將得 到的電極漿料均勻涂覆于Cu箱上，100°C真空干燥，滾壓，即得鋰離子電池活性炭負(fù)極電極 片。將真空干燥過的極片裁片稱重后，將其在手套箱中組裝在2032電池殼內(nèi)，以鋰片為對電 極，以聚乙烯膜為隔膜，以1M LiPF6 EC/DMC/DEC(V/v/v=l/l/l)為電解液組裝電池。
[0057] 2、電化學(xué)測試：
[0058]對測試電極進(jìn)行倍率充放電測試。
[0059] 3、結(jié)果分析：
[0060]圖4為本實(shí)施例測試電極倍率充放電曲線。從圖4中可以看出，采用水溶性木質(zhì)素/ SBR作為黏結(jié)劑的活性炭電極，當(dāng)電流強(qiáng)度達(dá)到2C時(shí)，其充電比容量仍保持有139.3mAh · g -1 ο
[0061 ] 實(shí)施例3
[0062] 1、測試電極的配制：
[0063] 本實(shí)施例與實(shí)施例1的區(qū)別在于，測試電極也是采用木質(zhì)素基水性黏結(jié)劑作為黏 結(jié)劑，但采用中間相碳微球作為活性材料。中間相碳微球、導(dǎo)電炭黑（Super Ρ)和木質(zhì)素基 水性黏結(jié)劑的質(zhì)量比為80:10:10。木質(zhì)素基水性黏結(jié)劑中水溶性木質(zhì)素(木質(zhì)素磺酸鈉、磺 化酶解木質(zhì)素和羧基化堿木質(zhì)素的三元混合物）和SBR的質(zhì)量比為1:3。將木質(zhì)素基水性黏 結(jié)劑中的水溶性木質(zhì)素加入到適量去離子中，攪拌使其充分溶解;將導(dǎo)電炭黑加入到上步 所得的木質(zhì)素水溶液中，攪拌至均勻分散;將中間相碳微球加入到上步所得的混合物中，攪 拌至均勻分散;將木質(zhì)素基水性黏結(jié)劑中的SBR加入到上步所得的混合物中，攪拌至均勻分 散，得到電極漿料（固含量為45% );將得到的電極漿料均勻涂覆于Cu箱上，100°C真空干燥， 滾壓，即得鋰離子電池中間相碳微球負(fù)極電極片。將真空干燥過的極片裁片稱重后，將其在 手套箱中組裝在2032電池殼內(nèi)，以鋰片為對電極，以聚乙烯膜為隔膜，以1M LiPF6EC/DMC/ DEC (v/v/v = 1 /1 /1)為電解液組裝電池。
[0064] 2、電化學(xué)測試：
[0065] 對測試電極進(jìn)行倍率充放電測試。
[0066] 3、結(jié)果分析：
[0067] 圖5為本實(shí)施例測試電極倍率充放電曲線。從圖5中可以看出，采用水溶性木質(zhì)素/ S B R作為黏結(jié)劑的中間相碳微球電極，當(dāng)電流強(qiáng)度達(dá)到2 C時(shí)，其充電比容量仍保持有 150.2mAh · g-、
[0068] 實(shí)施例4
[0069] 1、測試電極的配制：
[0070] 本實(shí)施例與實(shí)施例1的區(qū)別在于，測試電極也是采用木質(zhì)素基水性黏結(jié)劑作為黏 結(jié)劑，但采用硅/碳復(fù)合物作為活性材料。硅/碳復(fù)合物、導(dǎo)電炭黑（Super P)和木質(zhì)素基水 性黏結(jié)劑的質(zhì)量比為90:5: 5。木質(zhì)素基水性黏結(jié)劑中水溶性木質(zhì)素(羧基化酶解木質(zhì)素、銨 化堿木質(zhì)素和胺化酶解木質(zhì)素的三元混合物)和SBR的質(zhì)量比為2: 3。將木質(zhì)素基水性黏結(jié) 劑中的水溶性木質(zhì)素加入到適量去離子中，攪拌使其充分溶解;將導(dǎo)電炭黑加入到上步所 得的木質(zhì)素水溶液中，攪拌至均勻分散;將硅/碳復(fù)合物加入到上步所得的混合物中，攪拌 至均勻分散;將木質(zhì)素基水性黏結(jié)劑中的SBR加入到上步所得的混合物中，攪拌至均勻分 散，得到電極漿料（固含量為35% );將得到的電極漿料均勻涂覆于Cu箱上，100°C真空干燥， 滾壓，即得鋰離子電池硅/碳復(fù)合物負(fù)極電極片。將真空干燥過的極片裁片稱重后，將其在 手套箱中組裝在2032電池殼內(nèi)，以鋰片為對電極，以聚乙烯膜為隔膜，以1M LiPF6EC/DMC/ DEC (v/v/v = 1 /1 /1)為電解液組裝電池。
[0071] 2、電化學(xué)測試：
[0072] 對測試電極進(jìn)行倍率充放電測試和阻抗測試。
[0073] 3、結(jié)果分析：
[0074] 圖6為本實(shí)施例測試電極倍率充放電曲線。從圖6中可以看出，采用水溶性木質(zhì)素/ S B R作為黏結(jié)劑的硅/碳復(fù)合物電極，當(dāng)電流強(qiáng)度達(dá)到2 C時(shí)，其充電比容量仍保持有 223.8mAh · g-、
[0075] 對比例1
[0076] 1、測試電極的配制：
[0077]石墨、導(dǎo)電炭黑（Super P)和木質(zhì)素基水性黏結(jié)劑的質(zhì)量比為85:6:9。木質(zhì)素基水 性黏結(jié)劑中水溶性木質(zhì)素(木質(zhì)素磺酸鈉和磺化堿木質(zhì)素的二元混合物)和SBR的質(zhì)量比為 6:1。將木質(zhì)素基水性黏結(jié)劑中的水溶性木質(zhì)素加入到適量去離子中，攪拌使其充分溶解； 將導(dǎo)電炭黑加入到上步所得的木質(zhì)素水溶液中，攪拌至均勻分散;將石墨加入到上步所得 的混合物中，攪拌至均勻分散;將木質(zhì)素基水性黏結(jié)劑中的SBR加入到上步所得的混合物 中，攪拌至均勻分散，得到電極漿料（固含量為55%);將得到的電極漿料均勻涂覆于Cu箱 上，100°C真空干燥，滾壓，即得鋰離子電池石墨負(fù)極電極片。
[0078] 2、結(jié)果分析：
[0079] 圖7為本實(shí)施例石墨負(fù)極漿體涂布干燥后的外觀圖。明顯地，當(dāng)水溶性木質(zhì)素和 SBR的質(zhì)量比為6:1，滾壓之后電極材料直接從銅箱上脫落，表明電極材料的韌性極差(與圖 1相比較），無法進(jìn)行電池組裝。
[0080] 對比例2
[0081] 1、測試電極的配制：
[0082]石墨、導(dǎo)電炭黑（Super P)和木質(zhì)素基水性黏結(jié)劑的質(zhì)量比為85:6:9。木質(zhì)素基水 性黏結(jié)劑中水溶性木質(zhì)素(木質(zhì)素磺酸鈣和羧基化堿木質(zhì)素的二元混合物)和SBR的質(zhì)量比 為1:14。將木質(zhì)素基水性黏結(jié)劑中的水溶性木質(zhì)素加入到適量去離子中，攪拌使其充分溶 解;將導(dǎo)電炭黑加入到上步所得的木質(zhì)素水溶液中，攪拌至均勻分散;將石墨加入到上步所 得的混合物中，攪拌至均勻分散;將木質(zhì)素基水性黏結(jié)劑中的SBR加入到上步所得的混合物 中，攪拌至均勻分散，得到電極漿料（固含量為50%);將得到的電極漿料均勻涂覆于Cu箱 上，100°C真空干燥，滾壓，即得鋰離子電池石墨負(fù)極電極片。將真空干燥過的極片裁片稱重 后，將其在手套箱中組裝在2032電池殼內(nèi)，以鋰片為對電極，以聚乙烯膜為隔膜，以1M LiPF 6 EC/DMC/DEC (v/v/v = 1 /1 /1)為電解液組裝電池。
[0083] 2、結(jié)果分析：
[0084]圖8為本實(shí)施例石墨負(fù)極。明顯地，當(dāng)水溶性木質(zhì)素和SBR的質(zhì)量比為1:14,電池的 電荷迀移電阻會(huì)大大增加(與圖3結(jié)果相比較）。
[0085]上述實(shí)施例為本發(fā)明較佳的實(shí)施方式，但本發(fā)明的實(shí)施方式并不受上述實(shí)施例的 限制，其他的任何未背離本發(fā)明的精神實(shí)質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化， 均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種用于鋰離子電池負(fù)極的木質(zhì)素基水性黏結(jié)劑，其特征在于包括以下重量份數(shù)的 組分： 水溶性木質(zhì)素 100份 丁苯橡膠 20~1000份。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于鋰離子電池負(fù)極的木質(zhì)素基水性黏結(jié)劑，其特征在于:所 述的水溶性木質(zhì)素包括木質(zhì)素磺酸鹽，以及以堿木質(zhì)素或酶解木質(zhì)素為主要原料，經(jīng)化學(xué) 改性接入磺酸基、羧基、銨(胺)基活性基團(tuán)而得到的改性產(chǎn)物中的至少一種。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于鋰離子電池負(fù)極的木質(zhì)素基水性黏結(jié)劑，其特征在于:所 述的水溶性木質(zhì)素包括木質(zhì)素磺酸鹽、磺化堿木質(zhì)素、磺化酶解木質(zhì)素、羧基化堿木質(zhì)素、 羧基化酶解木質(zhì)素、銨(胺)化堿木質(zhì)素和銨(胺)化酶解木質(zhì)素中的至少一種。4. 一種基于權(quán)利要求1~3任一項(xiàng)所述的用于鋰離子電池負(fù)極的木質(zhì)素基水性黏結(jié)劑 的鋰離子電池負(fù)極電極片。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的鋰離子電池負(fù)極電極片，其特征在于:所述鋰離子電池負(fù)極電 極片的組分中包括活性材料、導(dǎo)電劑和權(quán)利要求1~3任一項(xiàng)所述的用于鋰離子電池負(fù)極的 木質(zhì)素基水性黏結(jié)劑。6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的鋰離子電池負(fù)極電極片，其特征在于:所述鋰離子電池負(fù)極電 極片中活性材料、導(dǎo)電劑和權(quán)利要求1~3任一項(xiàng)所述的用于鋰離子電池負(fù)極的木質(zhì)素基水 性黏結(jié)劑的質(zhì)量比為(70~95): (1~20): (4~10)。7. -種根據(jù)權(quán)利要求4~6任一項(xiàng)所述的鋰離子電池負(fù)極電極片的制備方法，其特征在 于包括以下步驟： 將權(quán)利要求1~3任一項(xiàng)所述的用于鋰離子電池負(fù)極的木質(zhì)素基水性黏結(jié)劑中的水溶 性木質(zhì)素、導(dǎo)電劑、活性材料、權(quán)利要求1~3任一項(xiàng)所述的用于鋰離子電池負(fù)極的木質(zhì)素基 水性黏結(jié)劑中的丁苯橡膠依次加入水中，攪拌均勻，即可得到電極漿料，將其涂覆于Cu箱 上，干燥，滾壓，即得鋰離子電池負(fù)極電極片。8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的鋰離子電池負(fù)極電極片的制備方法，其特征在于:所述電極漿 料的固含量為30~70wt%。9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的鋰離子電池負(fù)極電極片的制備方法，其特征在于:所述干燥的 條件為在80~120°C下恒溫真空干燥12~48h。10. -種含有權(quán)利要求4~6任一項(xiàng)所述的鋰離子電池負(fù)極電極片的鋰離子電池。
【文檔編號】H01M4/139GK106025283SQ201610357495
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年5月25日
【發(fā)明人】邱學(xué)青, 熊文龍, 楊東杰, 李常青, 鄧永紅, 錢勇, 易聰華, 黃錦浩
【申請人】華南理工大學(xué)