一种锂离子电池硅基负极复合粘结剂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种锂离子电池硅基负极复合粘结剂及其制备方法和应用，复合粘结剂包括改性聚丙烯酸和聚离子液体，改性聚丙烯酸的分子式简写为PAAH1‑X‑LiX；聚离子液体PIL/TFSI中含有二(三氟甲基磺酰)亚胺阴离子。该复合粘结剂结合了聚丙烯酸优异的粘结性能和聚离子液体良好的离子电导率，有利于锂离子在硅负极中的扩散和传输；此外，由于使用PIL/TFSI玻璃化转变温度低，具有良好的柔韧性，可以有效改善PAAH1‑X‑LiX应变性能，适应硅负极体积的膨胀，提高硅负极的循环稳定性。以此复合粘结剂制成的锂离子电池硅基负极材料，可以有效降低锂离子传输的内阻，有效改善电池的循环稳定性。

A Silicon-based Anode Composite Binder for Lithium Ion Batteries and Its Preparation Method and Application

【技术实现步骤摘要】
一种锂离子电池硅基负极复合粘结剂及其制备方法和应用
本专利技术属于锂离子电池领域，具体涉及一种锂离子电池硅基负极复合粘结剂及其制备方法和应用。
技术介绍
锂离子电池已经被广泛应用于各类电子设备和电动汽车中，如何构建高能量密度、高安全性和可靠性以及优异的循环稳定性的锂离子电池，仍然是研究者们需要克服的一个主要问题(Nature2001,414,359–367)。锂离子电池主要由正、负极层和中间的电解质层构成，其中负极是锂离子电池的主要组成部分。目前锂离子电池普遍采用石墨负极，其克容量较低而且存在锂金属析出等安全性风险，而新型硅基负极材料具有更高的克容量发挥，例如硅金属负极的克容量可达3600mAh/g，而且对锂电位较高，不容易析锂，安全性较好，因此采用硅基负极是提升下一代锂离子电池的能量密度和安全性的重要途径之一。然而硅基负极在充放电过程中电极的体积膨胀极大，电芯循环性能过程中容量衰减极快，难以实现商业化应用。传统的负极是由活性材料、导电添加剂以及聚合物粘结剂构成的，聚合物粘结剂是维持电极结构的关键成分。相比于工艺复杂、成本高的材料改性，选择结构和性能可控的聚合物粘结剂，是提升硅基负极本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种适用于锂离子电池硅基负极的复合粘结剂，其特征在于：包括改性聚丙烯酸和聚离子液体；所述改性聚丙烯酸的分子式简写为PAAH1‑X‑LiX，其中，0<X<1；所述聚离子液体的结构式如下：

【技术特征摘要】
1.一种适用于锂离子电池硅基负极的复合粘结剂，其特征在于：包括改性聚丙烯酸和聚离子液体；所述改性聚丙烯酸的分子式简写为PAAH1-X-LiX，其中，0<X<1；所述聚离子液体的结构式如下：其中TFSI－为二(三氟甲基磺酰)亚胺阴离子。2.根据权利要求1所述的复合粘结剂，其特征在于：所述改性聚丙烯酸由锂盐和聚丙烯酸反应制备得到。3.根据权利要求1所述的复合粘结剂，其特征在于：所述改性聚丙烯酸与聚离子液体的质量比为(0.5-3)：1。4.根据权利要求1所述的复合粘结剂，其特征在于：所述聚离子液体的制备步骤如下：(1)将乙酸和2,2′-(乙烯二氧)双(乙胺)溶于水中得到溶液A，将甲醛和乙醛混合得到溶液B，冰水浴下将溶液B加入到溶液A中得到溶液C；(2)溶液C在25-100℃下冷凝回流反应1-2h后，冷却，减压蒸馏，洗涤得到PIL/AcO；(3)将LiTFSI溶于水中得到LiTFSI溶液，将步骤(2)制备得到的PIL/AcO溶于水中得到...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭盼龙，林少雄，蔡桂凡，毕超奇，谢李昭，石永倩，杨立铭，高玉仙，
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