[發明專利]鋰離子電池、硅負極水系粘結劑及其制備方法

有效

• 申請號: 201811236784.2
• 申請日: 2018-10-23
• 公開（公告）號: CN109473677B
• 公開（公告）日: 2020-12-22
• 發明（設計）人: 何厚剛;張耀;陳輝;陽錚
• 申請（專利權）人: 欣旺達電子股份有限公司
• 主分類號: H01M4/62
• 分類號: H01M4/62;H01M10/0525
• 代理公司: 深圳市明日今典知識產權代理事務所(普通合伙) 44343
• 代理人: 王杰輝

1.一種硅負極水系粘結劑的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

將無機納米粒子與硅烷偶聯劑在一定溫度T1下反應一定時間t1，得到改性無機納米粒子；

將所述改性無機納米粒子銨鹽化得到其溶液，并將其溶液脫水和脫乙醇，在一定條件下烘干得到改性無機納米粒子膠狀物；

將所述改性無機納米粒子膠狀物在一定溫度T5下與水性聚氨酯低聚物反應一段時間t4后得到一定粘度的聚合物A溶液，將所述聚合物A溶液與一定分子量的聚丙烯酸溶液在一定溫度T6的條件下反應一段時間t5后得到硅負極水系粘結劑；

所述聚丙烯酸的分子量包括300000-600000。

2.如權利要求1所述的硅負極水系粘結劑的制備方法，其特征在于，所述無機納米粒子為SiO₂、TiO₂、ZnO、石墨烯，碳納米管及量子點中的一種或其混合物。

3.如權利要求1所述的硅負極水系粘結劑的制備方法，其特征在于，所述水性聚氨酯低聚物由以下步驟制得，

稱取一定量的低聚物多元醇和異氰酸酯，并將所述低聚物多元醇和所述異氰酸酯在一定溫度T2并通有惰性氣體的條件下攪拌一定時間t2后冷卻至一定溫度T3，加入丙酮，再加入一定量的擴鏈劑，在一定溫度T4下反應一段時間t3后得到聚氨酯預聚體；

將所述聚氨酯預聚體在一定的攪拌速率的條件下加入去離子水，再在50℃的真空環境下脫去丙酮，得到水性聚氨酯低聚物。

4.如權利要求3所述的硅負極水系粘結劑的制備方法，其特征在于，所述低聚物多元醇包括聚酯多元醇、聚醚多元醇中的一種或其混合物；所述聚酯多元醇包括聚己二酸丁二醇酯二醇、聚-ε-己內酯多元醇、聚己二酸己二醇酯二醇、聚己二酸己二醇新戊二醇酯二醇中的一種或其混合物，所述聚醚多元醇包括聚氧化丙烯二醇，聚氧化丙烯三醇，聚氧化丙烯四醇，聚氧化丙烯五醇及聚四氫呋喃二醇中的一種或其混合物。

5.如權利要求3所述的硅負極水系粘結劑的制備方法，其特征在于，所述溫度T1為70℃～80℃、所述溫度T2為80℃～85℃、所述溫度T3為40℃～45℃、所述溫度T4為50℃～55℃、所述溫度T5為70℃～95℃、所述溫度T6為70℃～80℃，所述時間t1為72h～80h、所述時間t2為2h～2.5h、所述時間t3為2h～2.5h、所述時間t4為2h～3h、所述時間t5為3h～4h。

6.如權利要求3所述的硅負極水系粘結劑的制備方法，其特征在于，所述硅負極水系粘結劑由以下質量百分數的組分的混合物制得，以下各組分質量含量的總和為100％，

改性無機納米粒子膠狀物1％～2％，

聚丙烯酸溶液20％～25％，

水性聚氨酯低聚物75％～80％。

7.一種硅負極水系 粘結劑，其特征在于，由權利要求1-6中任一項所述的硅負極水系粘結劑的制備方法制備得到。

8.如權利要求7所述的硅負極水系粘結劑，其特征在于，所述硅負極水系粘結劑的粘度范圍為8000mPa·s-20000mPa·s和固含量的范圍為5％-15％。

9.一種鋰離子電池，其特征在于，其負極片包括權利要求1-6中任一項所述的硅負極水系粘結劑的制備方法制備得到的硅負極水性粘結劑。

10.如權利要求9所述的鋰離子電池，其特征在于，所述負極片由以下質量百分數的組分的混合物制得，以下各組分質量含量的總和為100％，

硅碳92％～97％，

硅負極水系粘結劑2％～4％，

導電劑2％～4％。