一种粘结剂及其制备方法和应用.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114605937A(43)申请公布日2022.06.10(21)申请号202111657970.5H01M4/62(2006.01)(22)申请日2021.12.30H01M10/0525(2010.01)(71)申请人嘉兴学院地址314001浙江省嘉兴市秀洲区康和路1288号光伏科技创园2号楼(72)发明人吕一帆陈超李义李海东程凤梅吴吉娜陈璐谢解解(74)专利代理机构上海统摄知识产权代理事务所(普通合伙)31303专利代理师杜亚(51)Int.Cl.C09J105/04(2006.01)C09J179/02(2006.01)C09J11/04(2006.01)H01M4/133(2010.01)权利要求书1页说明书10页附图2页(54)发明名称一种粘结剂及其制备方法和应用(57)摘要本发明涉及一种粘结剂及其制备方法和应用，制备方法为：将海藻酸钠、金属化合物和超支化聚乙烯亚胺在溶剂中按预设比例混合溶解形成粘结剂溶液，其中，加料次序满足：超支化聚乙烯亚胺和金属化合物同时或先后与海藻酸钠接触；最终制得的粘结剂由海藻酸钠、金属离子和超支化聚乙烯亚胺构成，海藻酸钠分子链之间以金属离子为交联节点彼此缠绕形成第一层网络结构，超支化聚乙烯亚胺受限在第一层网络结构的网格中，并与海藻酸钠主要以离子键连接，从而附着在第一层网络结构之上形成第二层附着层；最终制得的粘结剂用于制作硅负极。本发明的方法简单，有效解决了现有技术中存在的单一种类的粘结剂材料难以有效提高硅负极充放电循环稳定性的问题。CN114605937ACN114605937A权利要求书1/1页1.一种粘结剂的制备方法，其特征在于，将海藻酸钠、金属化合物和超支化聚乙烯亚胺在溶剂中按预设比例混合溶解形成粘结剂溶液，粘结剂溶液中的溶质即为粘结剂，其中，加料次序满足：金属化合物和超支化聚乙烯亚胺同时与海藻酸钠接触，或者超支化聚乙烯亚胺先与海藻酸钠接触30min以内后，金属化合物再与海藻酸钠接触；金属化合物为在所述溶剂中能够电离出可与海藻酸钠进行络合的金属离子的化合物；海藻酸钠与金属化合物中的金属离子的比例为100g:0.005～0.02mol；海藻酸钠与超支化聚乙烯亚胺的质量比为90:10～60:40。2.根据权利要求1所述的一种粘结剂的制备方法，其特征在于，金属离子为Ca2+、Cu2+、Al3+、Fe2+或Ni2+。3.根据权利要求1所述的一种粘结剂的制备方法，其特征在于，超支化聚乙烯亚胺的数均分子量为40000～80000g/mol。4.根据权利要求1所述的一种粘结剂的制备方法，其特征在于，具体过程为：向海藻酸钠溶液中同时加入超支化聚乙烯亚胺和金属化合物溶液搅拌均匀得到粘结剂溶液。5.根据权利要求1所述的一种粘结剂的制备方法，其特征在于，具体过程为：向海藻酸钠溶液中先加入超支化聚乙烯亚胺搅拌5～30min，再加入金属化合物溶液搅拌均匀得到粘结剂溶液。6.根据权利要求4或5所述的一种粘结剂的制备方法，其特征在于，海藻酸钠溶液中的溶剂为水。7.根据权利要求4或5所述的一种粘结剂的制备方法，其特征在于，金属化合物溶液中的溶剂为水。8.采用权利要求1～7任一项所述的粘结剂的制备方法制备的粘结剂，其特征在于，由海藻酸钠、金属离子和超支化聚乙烯亚胺构成，海藻酸钠分子链之间以金属离子为交联节点彼此缠绕形成第一层网络结构，超支化聚乙烯亚胺受限在第一层网络结构的网格中，并与海藻酸钠主要以离子键连接，从而附着在第一层网络结构之上形成第二层附着层。9.一种硅负极，由铜箔以及涂覆在其表面的粘结剂、硅纳米颗粒和导电剂的混合物组成，其特征在于，所述粘结剂采用如权利要求8所述的粘结剂。10.根据权利要求9所述的一种硅负极，其特征在于，所述硅负极的撕揭力为0.743～1.035N/mm；包含所述硅负极的半电池在经过100次充放电之后，负极比容量为初始比容量的65.97％～86.9％。2CN114605937A说明书1/10页一种粘结剂及其制备方法和应用技术领域[0001]本发明属于粘结剂技术领域，涉及一种粘结剂及其制备方法和应用。背景技术[0002]现如今，锂离子二次电池已被广泛应用于手机等信息电子终端产品、电动车和电力存储等诸多领域，被视为未来交通能源变革和电力能源革命的重要支撑技术。然而，由于石墨的理论比容量上限仅有372mAhg‑1，现有的石墨基负极材料已远远不能满足产业界对高比容量锂离子电池的性能要求。因此，开发比容量更高的负极材料已成为突破锂离子电池发展瓶颈的关键因素。在众多的非碳基负极候选材料中，硅(Si)因其极高的理论比容量值(4200mAhg‑1)而备受关注。虽然硅材料具有其他材料无法比拟的能量密度优势，但硅基负极材料在嵌锂过程中，平均每个硅