一种环保水性粘结剂及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种环保水性粘结剂，按照重量份数包括以下组分：羟甲基纤维素32~48份、海藻酸盐28~35份、改性木薯粉10~18份、聚乙烯吡咯烷酮8~15份、聚苯胺4~11份、水性丙烯酸酯7~12份、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸3~7份、N-羟甲基丙烯酰胺2~5份、双苄胺基醚1~5份和去离子水80~150份。本发明专利技术还公开该环保水性粘结剂的制备方法。本发明专利技术所制备的水性粘结剂不仅环保，其机械性能良好，且由该粘结剂所制备组装而成的负极材料，经过300次循环充放电后电容保持率大于84.5%，具有良好的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种环保水性粘结剂及其制备方法
本专利技术属于粘结剂材料领域，特别涉及一种环保水性粘结剂及其制备方法。
技术介绍
锂离子电池具有能量密度高，循环寿命长，环境污染小等优点已广泛应用于各类便携式电子设备，也在日益增长的电动汽车领域中作为动力来源。在锂离子电池中，粘结剂是将活性材料和导电添加剂粘结到集流体上，形成电子导路，保证电池正常运行的高分子材料。在充放电过程中，粘结剂有效地维持电极结构完整，确保电极材料能够可重复的嵌脱锂。因此，粘结剂是锂离子电池正常运行的一个至关重要的因素。现在用于硅基负极材料的粘结剂有多种，其中以聚偏二氟乙烯型使用居多。而主要所采用的溶剂主要为为N-甲基吡烷酮，加工操作时该溶剂会挥发到空气中，对操作人员的身体危害大，不环保，此外采用有机溶剂会增加使用成本，在一定程度上限制着锂离子电池的发展。
技术实现思路
要解决的技术问题是：为了解决传统的锂离子电池用硅基负极材料粘结剂中含有挥发性有害溶剂以及不环保的问题，提供一种环保水性粘结剂及其制备方法。技术方案：为了解决上述问题，本专利技术提供了一种环保水性粘结剂，按照重量份数包括以下组分：羟甲基纤维素32~48份、海藻酸盐28~35份、改性木薯粉10~18份、聚乙烯吡咯烷酮8~15份、聚苯胺4~11份、水性丙烯酸酯7~12份、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸3~7份、N-羟甲基丙烯酰胺2~5份、双苄胺基醚1~5份和去离子水80~150份。优选的，所述海藻酸盐为海藻酸钠或海藻酸钾。优选的，所述改性木薯粉的制备步骤为将木薯粉置于0.5mol/L的硫酸溶液和0.5mol/L的草酸溶液中，于115℃下加热搅拌2~3h，冷却后即可，其中木薯粉：硫酸溶液：草酸溶液的重量比为：1:1.5:2.6。优选的，一种环保水性粘结剂，按照重量份数包括以下组分：羟甲基纤维素32~45份、海藻酸盐30~35份、改性木薯粉12~18份、聚乙烯吡咯烷酮8~15份、聚苯胺5~11份、水性丙烯酸酯7~10份、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸3~7份、N-羟甲基丙烯酰胺2~4份、双苄胺基醚1~5份和去离子水80~130份。进一步，优选的，一种环保水性粘结剂，按照重量份数包括以下组分：羟甲基纤维素42份、海藻酸盐30份、改性木薯粉16份、聚乙烯吡咯烷酮10份、聚苯胺8份、水性丙烯酸酯7份、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸5份、N-羟甲基丙烯酰胺3份、双苄胺基醚2份和去离子水113份。所述的一种环保水性粘结剂的制备方法，包括以下步骤：步骤1）将上述重量份数的羟甲基纤维素、聚苯胺、水性丙烯酸酯、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸和去离子水置于容器中，加热，在50~80℃反应温度下搅拌1~3h；步骤2）将上述重量份数的海藻酸钠、改性木薯粉、N-羟甲基丙烯酰胺、双苄胺基醚和聚乙烯吡咯烷酮依次加入到步骤1）中，在35~50℃反应温度下混合搅拌2~5h，冷却后即得。优选的，所述步骤1）中的容器反应温度为65℃，所述步骤2）中容器反应温度为40℃。本专利技术具有以下有益效果：本专利技术所制备的水性粘结剂不仅环保，其机械性能良好，且由该粘结剂所制备组装而成的负极材料，经过300次循环充放电后电容保持率大于84.5%，具有良好的应用前景。具体实施方式为了进一步理解本专利技术，下面结合实施例对专利技术优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本专利技术的特征和优点，而不是对本专利技术权利要求的限制。实施例1一种环保水性粘结剂，按照重量份数包括以下组分：羟甲基纤维素32份、海藻酸钠28份、改性木薯粉10份、聚乙烯吡咯烷酮8份、聚苯胺4份、丙烯酸酯7份、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸3份、N-羟甲基丙烯酰胺2份、双苄胺基醚1份和去离子水80份。所述改性木薯粉的制备步骤为将木薯粉置于0.5mol/L的硫酸溶液和0.5mol/L的草酸溶液中，于115℃下加热搅拌2~3h，冷却后即可，其中木薯粉：硫酸溶液：草酸溶液的重量比为：1:1.5:2.6。上述所述的一种环保水性粘结剂的制备方法，包括以下步骤：步骤1）将上述重量份数的羟甲基纤维素、聚苯胺、水性丙烯酸酯、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸和去离子水置于容器中，加热，在50℃反应温度下搅拌1h；步骤2）将上述重量份数的海藻酸钠、改性木薯粉、N-羟甲基丙烯酰胺、双苄胺基醚和聚乙烯吡咯烷酮依次加入到步骤1）中，在35℃反应温度下混合搅拌2h，冷却后即得。实施例2一种环保水性粘结剂，按照重量份数包括以下组分：羟甲基纤维素48份、海藻酸钾35份、改性木薯粉18份、聚乙烯吡咯烷酮15份、聚苯胺11份、丙烯酸酯12份、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸7份、N-羟甲基丙烯酰胺5份、双苄胺基醚5份和去离子水150份。上述所述的一种环保水性粘结剂的制备方法，包括以下步骤：步骤1）将上述重量份数的羟甲基纤维素、聚苯胺、水性丙烯酸酯、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸和去离子水置于容器中，加热，在80℃反应温度下搅拌3h；步骤2）将上述重量份数的海藻酸钠、改性木薯粉、N-羟甲基丙烯酰胺、双苄胺基醚和聚乙烯吡咯烷酮依次加入到步骤1）中，在50℃反应温度下混合搅拌5h，冷却后即得。其他内容可参见实施例1，在此不再赘述。实施例3一种环保水性粘结剂，按照重量份数包括以下组分：羟甲基纤维素40份、海藻酸钠32份、改性木薯粉14份、聚乙烯吡咯烷酮12份、聚苯胺8份、丙烯酸酯9份、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸5份、N-羟甲基丙烯酰胺3份、双苄胺基醚3份和去离子水115份。上述所述的一种环保水性粘结剂的制备方法，包括以下步骤：步骤1）将上述重量份数的羟甲基纤维素、聚苯胺、水性丙烯酸酯、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸和去离子水置于容器中，加热，在65℃反应温度下搅拌2h；步骤2）将上述重量份数的海藻酸钠、改性木薯粉、N-羟甲基丙烯酰胺、双苄胺基醚和聚乙烯吡咯烷酮依次加入到步骤1）中，在42℃反应温度下混合搅拌4h，冷却后即得。其他内容可参见实施例1，在此不再赘述。实施例4一种环保水性粘结剂，按照重量份数包括以下组分：羟甲基纤维素45份、海藻酸钠30份、改性木薯粉12份、聚乙烯吡咯烷酮9份、聚苯胺5份、丙烯酸酯10份、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸4份、N-羟甲基丙烯酰胺4份、双苄胺基醚2份和去离子水130份。上述所述的一种环保水性粘结剂的制备方法，包括以下步骤：步骤1）将上述重量份数的羟甲基纤维素、聚苯胺、水性丙烯酸酯、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸和去离子水置于容器中，加热，在65℃反应温度下搅拌3h；步骤2）将上述重量份数的海藻酸钠、改性木薯粉、N-羟甲基丙烯酰胺、双苄胺基醚和聚乙烯吡咯烷酮依次加入到步骤1）中，在40℃反应温度下混合搅拌2h，冷却后即得。其他内容可参见实施例1，在此不再赘述。实施例5一种环保水性粘结剂，按照重量份数包括以下组分：羟甲基纤维素42份、海藻酸钠30份、改性木薯粉16份、聚乙烯吡咯烷酮10份、聚苯胺8份、水性丙烯酸酯7份、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸5份、N-羟甲基丙烯酰胺3份、双苄胺基醚2份和去离子水113份。上述所述的一种环保水性粘结剂的制备方法，包括以下步骤：步骤1）将上述重量份数的羟甲基纤维素、聚苯胺、水性丙烯酸酯、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸和去离子水置于容器中，加热，在60℃反应温度下搅拌3h；步骤本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种环保水性粘结剂，其特征在于，按照重量份数包括以下组分：羟甲基纤维素 32~48份、海藻酸盐28~35份、改性木薯粉10~18份、聚乙烯吡咯烷酮8~15份、聚苯胺4~11份、丙烯酸酯7~12份、2‑丙烯酰胺‑2‑甲基丙磺酸3~7份、N‑羟甲基丙烯酰胺2~5份、双苄胺基醚1~5份和去离子水80~150份。

【技术特征摘要】
1.一种环保水性粘结剂，其特征在于，按照重量份数包括以下组分：羟甲基纤维素32~48份、海藻酸盐28~35份、改性木薯粉10~18份、聚乙烯吡咯烷酮8~15份、聚苯胺4~11份、丙烯酸酯7~12份、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸3~7份、N-羟甲基丙烯酰胺2~5份、双苄胺基醚1~5份和去离子水80~150份。2.根据权利要求1所述的一种环保水性粘结剂，其特征在于，所述海藻酸盐为海藻酸钠或海藻酸钾。3.根据权利要求1所述的一种环保水性粘结剂，其特征在于，所述改性木薯粉的制备步骤为将木薯粉置于0.5mol/L的硫酸溶液和0.5mol/L的草酸溶液中，于115℃下加热搅拌2~3h，冷却后即可，其中木薯粉：硫酸溶液：草酸溶液的重量比为：1:1.5:2.6。4.根据权利要求1所述的一种环保水性粘结剂，其特征在于，按照重量份数包括以下组分：羟甲基纤维素32~45份、海藻酸盐30~35份、改性木薯粉12~18份、聚乙烯吡咯烷酮8~15份、聚苯胺5~11份、丙烯酸酯7~10份、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸3...

【专利技术属性】
技术研发人员：翁宇飞，张其笑，
申请(专利权)人：苏州宽温电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32