[發明專利]一種二次電池用水性聚酰亞胺基復合粘結劑及其制備方法

在審

• 申請號: 202310642980.4
• 申請日: 2023-06-01
• 公開（公告）號: CN116640548A
• 公開（公告）日: 2023-08-25
• 發明（設計）人: 唐立律;李雪峰;張振宇;賀小鴿
• 申請（專利權）人: 江蘇環峰電工材料有限公司
• 主分類號: C09J179/08
• 分類號: C09J179/08;C09J163/00;C09J11/04;C09J9/02;C08G73/12;H01M4/62;H01M10/0525
• 代理公司: 上海微策知識產權代理事務所(普通合伙) 31333
• 代理人: 呂姿穎

本發明涉及一種聚酰亞胺基復合粘結劑(IPC分類號：H01M4/1391)，尤其涉及一種二次電池用水性聚酰亞胺基復合粘結劑及其制備方法。本發明的制備的水性聚酰亞胺基復合粘結劑主要包括聚酰亞胺粘結劑40～60份和環氧樹脂粘結劑20～40份。本申請專利制備得到的二次電池用水性聚酰亞胺基復合粘結劑具有較高的導電性，剝離強度可達8.7N/m，充分發揮活性材料的性能，電池內阻值更小。

技術領域

本發明涉及一種聚酰亞胺基復合粘結劑，尤其涉及一種二次電池用水性聚酰亞胺基復合粘結劑及其制備方法。

背景技術

二次電池由于其較高的能量密度和倍率特性，廣泛的應用于便攜式電子產品。隨著應用范圍逐漸擴展到電動汽車、航空航天等高儲能領域，對作為一種優選的方案提高二次電池的能量密度和安全穩定性提出了更高的要求。粘結劑在鋰離子電池電極組成中雖然占比較少，但是對電池性能卻具有非常重要的影響，粘結劑性能的優劣直接影響電池的容量、壽命及安全性，在二次電池使用過程中可提高二次電池粘結劑在電解液中的尺寸穩定，粘結牢度，充放電循環壽命等性能。目前已經商業化的粘結劑主要是聚偏氟乙烯，聚偏氟乙烯具有出色的粘合力，吸收電解質的能力，較好的化學和電化學穩定性。但是其熔點低，熱穩定性差，在高溫工作環境下容易與金屬鋰反應，導致安全隱患。

專利申請CN110919207A公開了一種基于聚酰亞胺粘結劑的共混物的硅負極復合粘結劑，從而形成了具有良好循環性能的高能量密度電池，但是在此專利中的粘結劑的成分組成和配比要求相對比較復雜，未能很好的解決了硅負極材料對粘結劑的功能需求。

發明內容

為了解決上述問題，本申請制備了一種二次電池用水性聚酰亞胺基復合粘結劑，具有較高的導電性，剝離強度可達8.7N/m，充分發揮活性材料的性能，電池內阻值更小。

本發明第一方面提供了水性聚酰亞胺基復合粘結劑，按重量份計，原料主要包括聚酰亞胺粘結劑40～60份和環氧樹脂粘結劑20～40份。

作為一種優選的方案，所述聚酰亞胺粘結劑的制備方法，其步驟包括：

(1)在氮氣保護下，將乙酸酐和三氨基苯加入到極性非質子溶劑中，11～21℃攪拌2～6h，得到酸酐為端基的分子鏈的混合物；

(2)然后將脂環族二胺加入步驟(1)的混合物中，攪拌2～3h，加入脂環族二酐，繼續攪拌3～1h，得到聚酰胺酸溶液A；

(3)然后向步驟(2)中的聚酰胺酸溶液A中加入巰基乙酸及其衍生物，室溫下攪拌反應，得到聚酰胺酸溶液B；

(4)向步驟(3)的聚酰胺酸溶液B加入乙酸酐，加熱，脫去有機胺，得到聚酰亞胺粘結劑。

作為一種優選的方案，所述乙酸酐，三氨基苯的摩爾比為(1.91～2.01)：1。

作為一種優選的方案，所述脂環族二胺，酸酐為端基的分子鏈的混合物的重量比為(2～3)：1。

作為一種優選的方案，所述極性非質子溶劑為N-甲基吡咯烷酮、二甲基乙酰胺、N，N-二甲基甲酰胺一種或多種。

作為一種優選的方案，所述極性非質子溶劑為N-甲基吡咯烷酮。

作為一種優選的方案，所述脂環族二胺的分子量小于100。

作為一種優選的方案，所述脂環族二胺的溶解度大于0.1g/L，21℃。

作為一種優選的方案，所述脂環族二胺為的一種或多種。

作為一種優選的方案，所述脂環族二胺為(CAS號：2149-93-1)。

作為一種優選的方案，所述脂環族二酐為的一種或多種。

作為一種優選的方案，所述脂環族二酐為(CAS：4411-87-6)，(CAS：1719-83-1)的混合物；