[發明專利]一種三維共軛導電聚苯胺的合成方法及作為鋰離子電池負極粘結劑的應用

在審

• 申請號: 202011271619.8
• 申請日: 2020-11-13
• 公開（公告）號: CN112500563A
• 公開（公告）日: 2021-03-16
• 發明（設計）人: 劉慰;何曉英;陳云貴
• 申請（專利權）人: 四川普利司德高分子新材料有限公司
• 主分類號: C08G73/02
• 分類號: C08G73/02;H01M4/62;H01M10/0525
• 代理公司: 成都虹盛匯泉專利代理有限公司 51268
• 代理人: 周敏

1.一種三維共軛導電聚苯胺的合成方法，其特征在于，包括以下內容：

配制質子酸水溶液或共摻雜劑與質子酸的混合水溶液，將苯胺、共聚單體溶解在質子酸溶液中形成溶液，記為A組分，所述由苯胺與共聚單體的摩爾比為1：(0.1～3)，苯胺與質子酸的摩爾比為1：(0.05～3)，苯胺與共摻雜劑的摩爾比為1：(0.05～3)；將引發劑溶解在去離子水中，記為B組分；在冰浴0～4℃條件下將B組分緩慢滴加到A組分中，繼續攪拌聚合4～8h；然后用乙醇和去離子水洗滌，直至濾液呈中性，將濾餅干燥即得三維共軛導電聚苯胺。

2.根據權利要求1所述方法，其特征在于，所述共聚單體為間苯二胺、鄰苯二胺、1,3,5-三苯胺基苯、1,3,5-三氨基苯、對二氨基聯苯中的至少一種。

3.根據權利要求1所述方法，其特征在于，所述共摻雜劑為氯鹽。

4.根據權利要求1所述方法，其特征在于，所述引發劑為過硫酸銨、過硫酸鈉、過硫酸鉀中的至少一種；苯胺與引發劑的摩爾比為1：(0.05～1)。

5.根據權利要求1所述方法，其特征在于，所述質子酸為鹽酸、硫酸、磷酸中的至少一種。

6.權利要求1～5中任一權利要求所述方法制備的三維共軛導電聚苯胺。

7.權利要求6所述三維共軛導電聚苯胺在鋰離子電池負極中作為導電劑和粘接劑的應用，所述鋰離子電池負極包括石墨負極、硬碳負極、軟碳負極、硅碳負極及硅負極。

8.一種負極材料/三維共軛導電聚苯胺復合漿料的原位制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

將負極活性材料、苯胺和共聚單體加入質子酸水溶液或共摻雜劑與質子酸的混合水溶液中，記為A組分，其中，負極活性材料的用量為負極活性材料和聚苯胺的總固含量的50～90wt％，所述由苯胺及共聚單體的摩爾比為1：(0.1～3)，苯胺與質子酸的摩爾比為1：(0.05～3)，苯胺與共摻雜劑的摩爾比為1：(0.05～3)；將引發劑溶解在去離子水中，記為B組分；在冰浴0～4℃條件下將B組分緩慢滴加到A組分中，繼續攪拌聚合4～8h；通過控制A組分濃度調控漿料的粘稠度，得到負極活性材料/三維共軛導電聚苯胺復合漿料。

9.根據權利要求8所述方法，其特征在于，所述共聚單體為間苯二胺、鄰苯二胺、1,3,5-三苯胺基苯、1,3,5-三氨基苯、對二氨基聯苯中的至少一種；所述負極活性材料為石墨粉末、硬碳粉末、軟碳粉末、硅碳粉末、納米硅粉中的至少一種；所述共摻雜劑為氯鹽；所述引發劑為過硫酸銨，過硫酸鈉，過硫酸鉀的至少一種；所述質子酸為為鹽酸、硫酸、磷酸的至少一種。

10.一種鋰離子電池負極，其特征在于，是將權利要求8或9所述方法制備的負極材料/三維共軛導電聚苯胺復合漿料涂覆到銅箔上，在120℃下真空干燥12～24h后，用乙醇和水洗滌后得到。