The invention relates to a preparation method of water-based conductive binder for lithium ion battery negative electrode. The water-based conductive binder obtained by the method has good conductivity and flexibility, can meet the requirements of conductivity for lithium ion battery negative electrode preparation, and can suppress the pulverization phenomenon caused by volume change of active material during battery charging and discharging. The water-borne conductive adhesive is prepared by mixing Carboxylic Carbon Materials with polymer and cellulose nanofibers containing hydroxyl groups and reacting under vacuum heating. Because of the introduction of carbon materials, water-borne conductive adhesives have certain electronic conductivity, which significantly improves the conductivity of adhesives. Because of the existence of hydrophilic groups, strong hydrogen bonds are formed between adhesives and negative electrodes such as silicon, which can inhibit the pulverization caused by expansion during charging and discharging. The lithium ion battery prepared with the water-borne conductive adhesive of the invention has the characteristics of high energy density and long cycle life.
【技术实现步骤摘要】
一种锂离子电池负极用水系导电粘合剂的制备方法
本专利技术涉及一种锂离子电池负极用水系导电粘合剂的制备方法,属于锂离子电池制备领域。
技术介绍
:自1991年索尼公司首先将锂离子电池成功商业化以来,近几十年来锂离子电池得到了极大的发展,并广泛地应用于各种移动电子设备中,如航空航天、军事、电动汽车等大型储电系统中及手机、电脑等便携式电子产品能量供给。随着电子设备的快速发展,对能量供给设备的要求也越来越高,电动汽车正需求具有更高能量密度、更持久使用寿命的电池来满足其对续航里程的要求;而目前的电子产品也逐步向轻量化、小型化方向发展,这也要求电池具有更大容量和能量。锂离子电池由正极、负极、隔膜、电解液和封装材料构成。其中负极材料作为锂电池的关键材料之一,其性能直接决定了锂电池容量和循环寿命等,在整个锂电池中成本比重在5-10%左右。负极制备过程是将负极活性材料与导电剂和粘合剂混合打浆,后涂覆于铜集流体上干燥制得。目前传统是石墨负极容量发挥已经接近极限,难以满足目前应用领域对于电池能量密度的要求,因此如硅基材料、锡基材料、合金材料和金属锂等具有更高容量的新型负极得到了更多的关注,其中硅基材料被认为是将最先实现应用的负极材料,已经实现了商业应用。由于硅基材料在充放电过程中表现出较大的体积变化,因此一般使用含羟基等亲水基团的水系粘合剂,利用强氢键作用来抑制硅基材料由于体积变化而造成的粉化问题,但是传统的水系粘合剂不具有导电性,因此在制备电极时需要额外加入导电剂,这在一定程度上降低了电池的能量密度。为了解决以上问题,研究人员也通过使用导电聚合物制备出了导电聚合物粘合剂(CN ...
【技术保护点】
1.一种锂离子电池负极用水系导电粘合剂的制备方法,其特征在于由以下步骤完成:(1)将羧基化碳材料充分干燥后进行球磨,至颗粒尺寸在1‑100微米;(2)将含有羟基官能团的聚合物充分干燥后进行球磨,至颗粒尺寸在1‑100微米;(3)将羧基化碳材料、含有羟基官能团的聚合物和纤维素纳米纤维(CNF)在乙醇溶剂的存在下利用球磨法进行混合,其中羧基化碳材料所占的量百分比为1~50wt%,含有羟基官能团的聚合物所占的量百分比为50~99wt%,CNF所占的量百分比为0.05‑0.2wt%,上述三类物质的总用量为100wt%;乙醇的用量为三类物质总用量的10‑20wt%;含有羟基官能团的聚合物是羧甲基纤维素钠、羧甲基壳聚糖、海藻酸钠、聚乙烯醇等中的至少一种(4)将混合好的羧基化碳材料和含有羟基官能团的聚合物置于真空烘箱中;(5)在加热条件下进行反应,其中加热温度为30‑300℃,反应时间为0.1‑100小时;(6)反应结束后,将产物取出,球磨后干燥保存。。
【技术特征摘要】
1.一种锂离子电池负极用水系导电粘合剂的制备方法,其特征在于由以下步骤完成:(1)将羧基化碳材料充分干燥后进行球磨,至颗粒尺寸在1-100微米;(2)将含有羟基官能团的聚合物充分干燥后进行球磨,至颗粒尺寸在1-100微米;(3)将羧基化碳材料、含有羟基官能团的聚合物和纤维素纳米纤维(CNF)在乙醇溶剂的存在下利用球磨法进行混合,其中羧基化碳材料所占的量百分比为1~50wt%,含有羟基官能团的聚合物所占的量百分比为50~99wt%,CNF所占的量百分比为0.05-0.2wt%,上述三类物质的总用量为100wt%;乙醇的用量为三类物质总用量的10-20wt%;含有羟基官能团的聚合物是羧甲基纤维素钠、羧甲基壳聚糖、海藻酸钠、聚乙烯醇等中的至少一种(4)将混合好的羧基化碳材料和含有羟基官能团的聚合物置于真空烘箱中;(5)在加热条件下进行反应,其中加热温度为30-300℃,反应时间为0.1-100小时;(6)反应结束后,将产物取出,球磨后干燥保存。。2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于羧基化碳材料是羧基化石墨烯、羧基化碳纳米管、羧基化富勒烯、羧基化石墨、羧基化导电碳黑等中的至少一种;优选的为羧基化石墨烯,更优选为羧基化石墨烯与羧基化碳纳米管...
【专利技术属性】
技术研发人员:岳树伟,李士成,岳风树,孟庆海,李金熠,郭玉国,
申请(专利权)人:深圳市优宝新材料科技有限公司,中国科学院化学研究所,
类型:发明
国别省市:广东,44
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