The invention discloses a binder, an anode and a preparation method for silicon-based negative electrode of lithium-ion battery, which relates to the technical field of lithium-ion battery. The binder for silicon-based negative electrode of lithium-ion battery is maleic anhydride acylated chitosan m_CS obtained by acylation modification of chitosan with maleic anhydride. The binder improves the cycling performance of the silicon-based negative electrode, improves the first coulomb efficiency of the silicon-based negative electrode material, reduces the amount of binder in the silicon-based negative electrode system, and is beneficial to improving the overall energy density of the lithium-ion battery. The preparation method is simple and suitable for large-scale production.
【技术实现步骤摘要】
一种锂离子电池硅基负极用粘结剂、负极及制备方法
本专利技术涉及锂离子电池
,尤其涉及一种锂离子电池硅基负极用粘结剂、负极及制备方法。
技术介绍
近年来,为了发展高能量密度的可充电锂离子电池,大量的工作集中在硅基负极材料上,原因是硅超高的理论容量(4200mAh/g),然而由于在脱嵌锂的过程中伴随很大的体积效应导致硅颗粒的粉化、与导电剂之间失去了电接触,破坏了整个电极结构,从而造成了容量的衰减和差的循环性能。一个很重要的方法去解决这些问题就是寻找一款合适的粘结剂,常见的有PAA、CMC/SBR、海藻酸钠、壳聚糖、PI、PAI等,其中壳聚糖由于其来源广泛并且分子链上含有大量的羟基和氨基等官能团,与硅材料表面的羟基之间形成氢键,成为一种可用于硅基负极的生物相容性的水性高分子粘结剂。但是由于脱乙酰度高于50%的壳聚糖不溶于水,易溶于甲酸、乙酸、水杨酸等有机酸中,所以需要对其进行水溶性的改善,同时应避免损失壳聚糖上过多的官能团,从而影响其粘结力。
技术实现思路
基于
技术介绍
存在的技术问题,本专利技术提出了一种锂离子电池硅基负极用粘结剂、负极及制备方法,是利用马来酸酐对壳聚糖进行酰化改性,提高其在水中的溶解性,同时引入羧基官能团,提高其粘结力。本专利技术提出的一种锂离子电池硅基负极用粘结剂,是由马来酸酐对壳聚糖进行酰化改性得到的马来酸酐酰化壳聚糖m-CS,其化学式为:优选地,是将马来酸酐溶于N,N-二甲基甲酰胺中得到5-10g/mL的分散液,然后加入壳聚糖,在N2气氛下升温到120-150℃,反应3-5h,反应结束后将反应液倒入冰水中进行沉淀,用乙醚洗涤,烘干,得到 ...
【技术保护点】
1.一种锂离子电池硅基负极用粘结剂,其特征在于,是由马来酸酐对壳聚糖进行酰化改性得到的马来酸酐酰化壳聚糖m‑CS,其化学式为:
【技术特征摘要】
1.一种锂离子电池硅基负极用粘结剂,其特征在于,是由马来酸酐对壳聚糖进行酰化改性得到的马来酸酐酰化壳聚糖m-CS,其化学式为:2.根据权利要求1所述的锂离子电池硅基负极用粘结剂,其特征在于,是将马来酸酐溶于N,N-二甲基甲酰胺中得到5-10g/mL的分散液,然后加入壳聚糖,在N2气氛下升温到120-150℃,反应3-5h,反应结束后将反应液倒入冰水中进行沉淀,用乙醚洗涤,烘干,得到锂离子电池硅基负极用粘结剂m-CS。3.根据权利要求1或2所述的锂离子电池硅基负极用粘结剂,其特征在于,所述壳聚糖的粘度为200-800cp,脱乙酰度≥90%。4.根据权利要求1或2所述的锂离子电池硅基负极用粘结剂,其特征在于,所述壳聚糖和马来酸酐的质量比为1:1-3。5.一种锂离子电池硅基负极,其特征在于,包括基体材料层以及涂覆在该基体材料层表面的硅基负极材料层,所述硅基负极材料层包括硅基/石墨复合材料、导电剂和权利要求1-4任一项所述的粘结剂m-CS。6.根据权利要求5所述的锂离子电池硅基负极,其特征在于,所述硅基/石墨复合材料中硅基为SiC或SiO,占复合材料整体的3-35wt%。7.根据权利要求5所述的锂离子电池硅基负极,其特征在于,所述导电剂为超导...
【专利技术属性】
技术研发人员:谢李昭,谢李生,杨立铭,
申请(专利权)人:合肥国轩高科动力能源有限公司,
类型:发明
国别省市:安徽,34
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