[發明專利]一種硅基負極粘結劑、其制備方法及在鋰離子電池中的應用

有效

• 申請號: 201911082151.5
• 申請日: 2019-11-07
• 公開（公告）號: CN110797538B
• 公開（公告）日: 2021-06-25
• 發明（設計）人: 李輝;侯桃麗;王輝;胡志海;廖濤;陳軍;何巍;劉金成
• 申請（專利權）人: 湖北億緯動力有限公司
• 主分類號: H01M4/62
• 分類號: H01M4/62;H01M10/0525;C08G81/02;C08F212/08;C08F220/06;C08F220/18
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 鞏克棟

1.一種硅基負極粘結劑的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括如下步驟：

(1)將銅絲與酸混合，得到改性銅絲；

(2)將所述改性銅絲、第一單體、反應配體、第一功能性引發劑和第一溶劑混合，進行第一聚合反應，得到第一端基功能化聚合物；

(3)將所述改性銅絲、第二單體、反應配體、第二功能性引發劑和第一溶劑混合，進行第二聚合反應，得到第二端基功能化聚合物；

(4)將所述第一端基功能化聚合物、第二端基功能化聚合物和第二溶劑混合，熱處理，得到兩嵌段共聚物；

(5)將所述兩嵌段共聚物、氟代有機酸和第三溶劑混合反應，得到兩親性嵌段共聚物；

(6)將第三單體、第三功能性引發劑和水混合，第一加熱，然后再加入第四單體和第四功能性引發劑，第二加熱，得到乳液材料；

(7)將步驟(5)得到的兩親性嵌段共聚物、鋰源和步驟(6)得到的乳液材料混合，第三加熱，得到硅基負極粘結劑；

步驟(1)所述銅絲為單質銅絲；

步驟(1)所述銅絲的直徑為0.5～1mm；

步驟(1)所述銅絲的長徑比為(1～5):1；

步驟(1)所述將銅絲與酸混合的過程包括：將銅絲置于濃硫酸中，然后取出置于濃鹽酸中；

步驟(2)所述第一單體包括甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸、醋酸乙烯酯、丙烯腈、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸叔丁酯和N-異丙基丙烯酰胺中的任意一種或至少兩種的組合；

步驟(2)所述第一功能性引發劑包括2,6-二溴蒽、1,5-二溴蒽和2-溴蒽中的任意一種或至少兩種組合；

步驟(2)和步驟(3)所述第一溶劑各自獨立的選自甲苯、二甲基亞砜、氯仿、四氫呋喃和二甲基甲酰胺中的任意一種或至少兩種的組合；

步驟(2)和步驟(3)所述反應配體各自獨立的選自4,4’-二壬基-2,2’-聯吡啶、三(2-二甲氨基乙基)胺和五甲基二乙烯三胺中的任意一種或至少兩種的組合；

步驟(3)所述第二單體包括丙烯酸叔丁酯、丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、丙烯腈和甲基丙烯酸正丁酯中的任意一種或至少兩種的組合；

步驟(3)所述第二功能性引發劑包括1,5-二溴蒽、N-(4-溴苯基)馬來酰亞胺、N-(4-氯苯基)馬來酰亞胺和2,6-二溴蒽中的任意一種或至少兩種的組合；

步驟(4)所述熱處理的溫度為100～150℃；

步驟(4)所述第二溶劑為甲苯；

步驟(5)所述第三溶劑為二氯甲烷；

步驟(6)所述第四單體包括丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯腈和醋酸乙烯酯中的任意一種或至少兩種的組合；

步驟(6)所述第三單體包括苯乙烯、丙烯酸正丁酯和甲基丙烯酸丁酯中的任意一種或至少兩種的組合；

步驟(6)所述第三功能性引發劑和第四功能性引發劑各自獨立的選自過硫酸銨、過硫酸鈉和過硫酸鉀中的任意一種或至少兩種的組合；

步驟(7)所述鋰源為氫氧化鋰；

步驟(7)所述兩親性嵌段共聚物和鋰源的質量比為(1～3):1；

步驟(7)所述兩親性嵌段共聚物和乳液材料的質量比為1:(4～10)。

2.如權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述銅絲置于濃硫酸中的時間為1.5～2.5h。

3.如權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述銅絲置于濃鹽酸中的時間為1.5～2.5h。

4.如權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述濃硫酸的濃度為70～98％。

5.如權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述濃鹽酸濃度為20～38％。

6.如權利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟(1)所述將銅絲與酸混合后，還包括將得到的銅絲進行干燥的過程。

7.如權利要求6所述的制備方法，其特征在于，所述干燥為真空干燥。

8.如權利要求6所述的制備方法，其特征在于，所述干燥為70～90℃真空干燥。