[發明專利]一種改性聚丙烯酸型負極粘結劑

有效

• 申請號: 201711200187.X
• 申請日: 2017-11-17
• 公開（公告）號: CN108063255B
• 公開（公告）日: 2021-01-08
• 發明（設計）人: 謝李昭;楊立銘;謝李生
• 申請（專利權）人: 合肥國軒高科動力能源有限公司
• 主分類號: H01M4/62
• 分類號: H01M4/62
• 代理公司: 合肥市長遠專利代理事務所(普通合伙) 34119
• 代理人: 楊霞;翟攀攀

本發明公開了一種改性聚丙烯酸型負極粘結劑，其特征在于，所述粘結劑為改性聚丙烯酸，所述改性聚丙烯酸的制備方法包括下述步驟：S1、將聚丙烯酸溶液與丙烯酸酯類單體混合攪拌后進行輻照，得到輻照產物；S2、將輻照產物與己烷混合，洗滌后得到改性聚丙烯酸。本發明還公開了由所述改性聚丙烯酸型負極粘結劑制備的硅基負極材料的及其制備方法。本發明的負極粘結劑能夠提高負極材料的循環性能。

技術領域

本發明涉及負極粘結劑，具體涉及一種改性聚丙烯酸型負極粘結劑。

背景技術

近年來，為了發展高能量密度的可充電鋰離子電池，大量的工作集中在硅基負極材料上，原因是硅超高的理論容量(4200mAh/g)，然而由于在脫嵌鋰的過程中伴隨很大的體積效應導致硅顆粒的粉化，進而導致硅顆粒與導電劑之間失去電接觸，破壞了整個電極結構，從而造成了容量的衰減和差的循環性能。

解決所述問題的有效辦法是尋找一款合適的粘結劑，常見粘結劑的有PAA、CMC/SBR、海藻酸鈉、殼聚糖、PI、PAI等，其中PAA、PVA和海藻酸鈉型的粘結劑分子鏈上含有大量的羧基，與活性物質和集流體之間的可以形成很強的相互作用，且有利于形成穩定的SEI膜，從而可應用在高容量的硅基負極體系中。但是由于PAA具有較大的剛性，制成的極片較脆，不利于硅基負極極片的加工，并且剛性太大不利于消除硅體積膨脹產生的應力，可能會引起極片斷裂，從而導致循環容量急劇衰減。

發明內容

基于背景技術存在的技術問題，本發明提出了一種改性聚丙烯酸型負極粘結劑，以實現提高負極材料的循環性能的目的。

本發明提出的一種改性聚丙烯酸型負極粘結劑，所述粘結劑為改性聚丙烯酸，所述改性聚丙烯酸的制備方法包括下述步驟：

S1、將聚丙烯酸溶液與丙烯酸酯類單體混合攪拌，體系除氧密封后進行輻照，得到輻照產物；

S2、將輻照產物與己烷混合得到沉淀，洗滌沉淀后得到改性聚丙烯酸；其中洗滌沉淀是為了除去未反應的均聚物。

優選地，S1中，將聚丙烯酸溶液與丙烯酸酯類單體混合攪拌，體系除氧密封后置于γ射線下進行輻照，得到輻照產物。

優選地，S1中，聚丙烯酸的分子量為5000-100000。

優選地，S1中，聚丙烯酸與丙烯酸酯類單體的重量比為1：0.01-0.05。

優選地，S1中，聚丙烯酸溶液的質量分數為5-20wt％。

優選地，S1中，丙烯酸酯類單體選自(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丁酯中的至少一種。

優選地，S1中，攪拌的時間為10-20min。

優選地，S1中，輻照的劑量率為1-3kGy/h，時間為10-30h。

本發明還公開了一種由所述改性聚丙烯酸型負極粘結劑制備的硅基負極材料。

優選地，所述硅基負極材料的制備方法包括下述步驟：

S1、將硅基/石墨復合材料與導電劑混合研磨后得到初混物；

S2、將初混物與增稠劑的溶液混合，一次攪拌，加入所述粘結劑，二次攪拌，得到硅基負極漿料；

S3、將硅基負極漿料涂布于銅箔上，烘干后得到硅基負極材料。

優選地，所述硅基/石墨復合材料、導電劑、增稠劑、粘結劑的重量比為80-95：1-10：0.5-3：1.5-6。

優選地，S1中，硅基/石墨復合材料中硅基材料的質量分數為3-35wt％。

優選地，S1中，硅基/石墨復合材料中硅基材料為碳化硅或一氧化硅。