[發明專利]一種動態離子交聯的聚丙烯酸-聚乙二醇水凝膠粘合劑及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201910064403.5
• 申請日: 2019-01-23
• 公開（公告）號: CN109888286B
• 公開（公告）日: 2022-07-12
• 發明（設計）人: 宋江選;焦星星
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: H01M4/62
• 分類號: H01M4/62;H01M10/0525;C08F120/06
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 徐文權

1.一種動態離子交聯的聚丙烯酸-聚乙二醇水凝膠粘合劑的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1，將聚乙二醇溶于去離子水中，制備聚乙二醇水溶液；

步驟1中，聚乙二醇水溶液的質量濃度為5～10%；

步驟2，將丙烯酸單體溶于去離子水中，制備丙烯酸水溶液；

步驟2中，丙烯酸水溶液的質量濃度為10～25%；

步驟3，將引發劑加入丙烯酸水溶液中；升溫包含有引發劑的丙烯酸水溶液至75～90℃后，加入步驟1制備的聚乙二醇水溶液，加入結束后進行攪拌，當反應體系成粘稠狀時，反應結束，制得聚丙烯酸-聚乙二醇水凝膠聚合物；制備粘合劑的反應時間＜30min；

包含有引發劑的丙烯酸水溶液和聚乙二醇水溶液的質量比為（7-9）：（1-3）；

步驟3中，引發劑為焦亞硫酸鈉或過硫酸銨的一種或兩種，當引發劑為焦亞硫酸鈉和過硫酸銨的混合物時，混合摩爾比為1:1；引發劑的用量為丙烯酸單體質量的0.05～2%；

步驟4，在步驟3制得的聚丙烯酸-聚乙二醇水凝膠聚合物中加入LiOH水溶液，NaOH水溶液中的任一種，攪拌均勻后，得到動態離子交聯的聚丙烯酸-聚乙二醇水凝膠粘合劑；

LiOH水溶液或NaOH水溶液的用量為聚丙烯酸-聚乙二醇水凝膠聚合物質量的10%-100%。

2.一種通過權利要求1所述制備方法制得的動態離子交聯的聚丙烯酸-聚乙二醇水凝膠粘合劑，其特征在于，所述粘合劑為聚丙烯酸-聚乙二醇聚合成的三維交聯網絡結構，三維交聯網絡結構上附著有動態離子，所述動態離子為Li⁺或Na⁺；

所述聚乙二醇的重均分子量為400-20000。

3.一種權利要求2所述的動態離子交聯的聚丙烯酸-聚乙二醇水凝膠粘合劑在二次電池的負極漿料中的應用，其特征在于，所述聚丙烯酸-聚乙二醇水凝膠粘合劑應用于二次電池的負極漿料時，負極漿料還包括負極活性材料和導電添加劑。

4.根據權利要求3所述的動態離子交聯的聚丙烯酸-聚乙二醇水凝膠粘合劑在二次電池的負極漿料中的應用，其特征在于，負極漿料中負極活性材料、導電添加劑和聚丙烯酸-聚乙二醇水凝膠粘合劑的質量比為（60~95）：（4.5~25）：（0.5~15）。

5.根據權利要求3所述的動態離子交聯的聚丙烯酸-聚乙二醇水凝膠粘合劑在二次電池的負極漿料中的應用，其特征在于，負極活性材料選用碳類材料及碳類材料復合材料、硅基材料及碳類材料復合材料、鍺類材料及鍺類材料復合材料、錫類材料及錫類材料復合材料、磷類材料及磷類材料復合材料；導電添加劑選用炭黑、碳納米管、石墨烯或由其構成的復合導電添加劑。