專利名稱：可溶性導電高分子磺酸鹽用作堿性電池電極粘接劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種導電粘接劑的組成和應用，尤其是可溶性導電高分子磺酸鹽用作堿性電池電極粘接劑。
近年來，導電粘接劑在固體電解質(zhì)以及電極粘接劑等領(lǐng)域應用性研究引起了人們廣泛的關(guān)注。為了適應不同使用場合的需求，對電池所用的粘接劑的綜合性能要求也越來越高。典型和性能要求是良好的導電性、耐堿性和粘接性。
例如在金屬氫化物-鎳堿性蓄電池中，要求電極粘接劑具有如下性能1)具有較好的粘接性能，保證電極具有一定的強度；2)具有良好的導電性能，不增加電極的內(nèi)阻；3)具有良好的耐堿性能，在電池電解液(pH=13)中不溶漲脫粉。現(xiàn)在使用得最多的粘接劑為聚乙烯醇(PVA)或羧甲基纖維素(CMC)，其中PVA具有很好的粘接性能并且在堿液中不被溶解，但其導電性能較差，作為電極粘接劑使用會增加電極的內(nèi)阻。雖然CMC的導電性能比PVA略有提高，但在電池的堿性電解質(zhì)溶液中經(jīng)充放電循環(huán)后易被溶漲而脫粉，同樣不能滿足電極粘接劑的要求。
由于目前還沒有一種粘合劑能同時滿足堿性電池(如金屬氫化物-鎳電池)的電極粘合劑各方面的要求，所以現(xiàn)在使用的粘接劑多為混合粘合劑，但普遍存在的最大問題是導電性能差或者不能同時具備良好的導電性能和耐堿性能。{參考文獻[1]張穎萍，管云林，呂國金，楊蘭生，電池，1999,29(3),124；[2]蒙冕武，劉明登，鄧希敏，黃思玉，湛進階，電源技術(shù)，1998,22(4),155}。
本發(fā)明的目的是解決現(xiàn)有粘接劑的缺陷，提供一種可溶性導電高分子磺酸鹽用作堿性電池電極粘接劑，使其具有良好的導電性、耐堿性和粘接性，從而制造性能優(yōu)越的堿性電池(包括一次電池和二次電池)。
本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的可溶性導電高分子磺酸鹽用作堿性電池電極粘接劑，其特征是可溶性導電高分子磺酸鹽制作堿性電池的電極粘接劑。尤其是選用聚(3-磺酸基噻吩)、聚丙烯酰胺磺酸鹽的溶液用作堿性電池電極粘接劑，也可以是上述二者的混和溶液用作堿性電池的電極粘接劑。
本發(fā)明的特點是，利用可溶性導電高分子磺酸鹽作電極粘接劑，這一類的化合物具有良好的導電性能并且能夠在堿液中穩(wěn)定地存在。該材料可應用于電極粘接劑，對降低電極的內(nèi)阻，提高電池的性能具有顯著功效，有著十分廣闊的應用前景。這一類的化合物具有良好的粘接性，從而克服了已有粘接劑在選擇上性能不能同時兼顧的缺點。本發(fā)明選擇的材料可用作堿性蓄電池電極粘接劑，本發(fā)明材料能降低電極的內(nèi)阻，提高電池的充放電性能，從而可以提高電池(包括二次堿性電池)的整體性能。
本發(fā)明具體實施例如下所述將聚(3-磺酸基噻吩)、磺化聚苯胺、聚丙烯酰胺磺酸鹽分別溶解于水或丙酮溶液中，配成1-5％(質(zhì)量比)的粘接劑，或?qū)⑸鲜鰞煞N導電粘接劑混合使用(質(zhì)量比1∶1左右)。將電極粉用粘接劑混合均勻后涂覆在電極表面，室溫干燥成型后使用。
例1．聚(3-磺酸基噻吩)作電極粘接劑將5g聚(3-磺酸基噻吩)溶解于95g水溶液中，配成5％(質(zhì)量比)的粘接劑溶液。將電極粉用粘接劑混合均勻后涂覆在電極表面，室溫干燥成型后進行電性能測試。堿性蓄電池電性能測試在DC-5型電性能綜合測試儀上進行。與相同工藝條件下使用CMC作粘接劑的電池性能相比，電池的內(nèi)阻下降50％，充放電實驗500次后，電極無明顯溶漲和脫粉現(xiàn)象。
例2．將5g磺化聚苯胺溶解于95g丙酮溶液中，配成5％(質(zhì)量比)的粘接劑溶液。將電極粉用粘接劑混合均勻后涂覆在電極表面，室溫干燥成型后進行電性能測試。堿性蓄電池電性能測試在DC-5型電性能綜合測試儀上進行。與相同工藝條件下使用CMC作粘接劑的電池性能相比，電池的內(nèi)阻下降15％，充放電實驗500次后，電極無明顯溶漲和脫粉現(xiàn)象。
例3．聚丙烯酰胺磺酸鹽作電極粘接劑將5g聚丙烯酰胺磺酸鹽溶解于245g水溶液中，配成2％(質(zhì)量比)的粘接劑溶液。將電極粉用粘接劑混合均勻后涂覆在電極表面，室溫干燥成型后進行電性能測試。堿性蓄電池電性能測試在DC-5型電性能綜合測試儀上進行。與相同工藝條件下使用CMC作粘接劑的電池性能相比，電池內(nèi)阻下降20％，充放電實驗500次后，電極無明顯溶漲和脫粉現(xiàn)象。
例4．聚(3-磺酸基噻吩)與聚丙烯酰胺磺酸鹽混合粘接劑(質(zhì)量比1∶1)作電極粘接劑將2.5g聚丙烯酰胺磺酸鹽和2.5g聚(3-磺酸基噻吩)溶解于245g水溶液中，混合均勻，配成2％(質(zhì)量比)的粘接劑溶液。將電極粉用粘接劑混合均勻后涂覆在電極表面，室溫干燥后成型后進行電性能測試。堿性蓄電池電性能測試在DC-5型電性能綜合測試儀上進行。與相同工藝條件下使用CMC作粘接劑的電池性能相比，電池內(nèi)阻下降30％，充放電實驗500次后，電極無明顯溶漲和脫粉現(xiàn)象。
本發(fā)明的用途是，用可溶性導電高分子磺酸鹽作電極粘接劑，這一類化合物具有良好的導電性能和粘接性能，并且能夠在堿液中穩(wěn)定地存在，從而克服了已有粘接劑性能不能同時兼顧的缺點。我們選擇的材料可用作堿性蓄電池電極粘接劑，與目前使用的PVA及CMC相比，聚(3-磺酸基噻吩)、磺化聚苯胺、聚丙烯酰胺磺酸鹽能降低電極的內(nèi)阻，提高電池的充放電性能。
權(quán)利要求
1．一種可溶性導電高分子磺酸鹽用作堿性電池電極粘接劑，其特征是可溶性導電高分子磺酸鹽制作堿性電池的電極粘接劑。
2．由權(quán)利要求1所述的可溶性導電高分子磺酸鹽用作堿性電池電極粘接劑，其特征是選用聚(3-磺酸基噻吩)或聚丙烯酰胺磺酸鹽的溶液用作堿性電池電極粘接劑。
3．由權(quán)利要求1所述的可溶性導電高分子磺酸鹽用作堿性電池電極粘接劑，其特征是的選用聚(3-磺酸基噻吩)或聚丙烯酰胺磺酸鹽的混和溶液用作堿性電池的電極粘接劑。
4．由權(quán)利要求1所述的可溶性導電高分子磺酸鹽用作堿性電池電極粘接劑，其特征是磺化聚苯胺溶解于丙酮溶液中用作堿性電池電極粘接劑。
5．由權(quán)利要求1所述的可溶性導電高分子磺酸鹽用作堿性電池電極粘接劑，其特征是可溶性導電高分子磺酸鹽溶液的濃度為1-5％。
全文摘要
可溶性導電高分子磺酸鹽用作堿性電池電極粘接劑,尤其是選用聚(3－磺酸基噻吩)、聚丙烯酰胺磺酸鹽等溶液用作堿性電池電極粘接劑,也可以是上述二者的混和溶液用作堿性電池的電極粘接劑。本發(fā)明利用可溶性導電高分子磺酸鹽作電極粘接劑,這一類的化合物具有良好的導電性能并且能夠在堿液中穩(wěn)定地存在。
文檔編號C09J9/02GK1321713SQ00112250
公開日2001年11月14日 申請日期2000年4月30日 優(yōu)先權(quán)日2000年4月30日
發(fā)明者薛奇, 嚴鋒, 陸云, 陳謹 申請人:南京大學