一种三维网络结构粘结剂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及一种三维网络结构粘结剂及其制备方法和应用，所述粘结剂以高分子量的聚丙烯酸和高分子量的聚氨酯为链状支架，通过低分子量的聚氨酯预聚体交联而形成。本发明专利技术兼具聚丙烯酸的粘结性与聚氨酯的高弹性，能将活性材料、导电剂牢固地黏结在一起；在充放电过程中活性材料膨胀、收缩，粘结剂能随之膨胀、收缩，可很好的保持电极材料结构稳定性，使电极在充放电过程中不掉粉，提高循环稳定性和倍率特性。

A three-dimensional network structure binder and its preparation and Application

【技术实现步骤摘要】
一种三维网络结构粘结剂及其制备方法和应用
本专利技术属于锂离子电池粘结剂及其制备和应用
，特别涉及一种三维网络结构粘结剂及其制备方法和应用。
技术介绍
混合动力汽车的电池需要大能量密度电极材料，硫、硅、锡等材料具有大的理论容量，但同时面临严峻的体积膨胀问题。嵌脱锂过程中，活性材料体积膨胀巨大，造成活性颗粒之间剥离，活性材料从集流体上脱落，从而导致电极结构破坏，增大了电子、离子传导阻抗。造成电极循环稳定性差，能量密度衰减快，限制了这些材料在锂离子电池行业中的应用。粘结剂对电极材料稳定性有至关重要的作用，现在商业化的锂离子电池粘结剂是聚偏氟乙烯(PVDF)，尽管聚偏氟乙烯具有成膜性好、化学稳定性高的优点，但同时存在弹性不足，粘结力弱，环境湿度影响大的问题。因此丁苯橡胶(SBR)/羧甲基纤维素、聚丙烯酸等水性粘结剂得到了发展，但这类粘结剂对于大体积膨胀的电极而言，依然存在粘结力不强、弹性不强，不能抑制极片膨胀的困境；并且极片涂覆时存在平整性的问题。由于单一聚合物难以满足锂离子电极极片的多功能需要，所以通过共聚、嵌段功能化改性粘结剂成为新本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种三维网络结构粘结剂，其特征在于：所述粘结剂以聚丙烯酸和聚氨酯为链状支架，通过聚氨酯预聚体交联而形成。/n

【技术特征摘要】
1.一种三维网络结构粘结剂，其特征在于：所述粘结剂以聚丙烯酸和聚氨酯为链状支架，通过聚氨酯预聚体交联而形成。


2.根据权利要求1所述的粘结剂，其特征在于：所述粘结剂为聚丙烯酸与聚氨酯互穿网络结构，通过聚氨酯预聚体交联形成三维网状结构Ⅰ粘结剂；或者聚丙烯酸与聚氨酯接枝共聚，通过聚氨酯预聚体调整交联度形成三维网状结构Ⅱ粘结剂。


3.根据权利要求1所述的粘结剂，其特征在于：所述聚氨酯为以异氰酸酯封端的聚氨酯或者以醇、羧酸或胺封端的聚氨酯。


4.根据权利要求1所述的粘结剂，其特征在于：所述聚氨酯预聚体为异氰酸酯封端的聚氨酯预聚体。


5.根据权利要求2所述的粘结剂，其特征在于：所述三维网状结构Ⅱ粘结剂分散在水体系中，形成水性聚丙烯酸/聚氨酯粘结剂。


6.一种三维网络结构粘结剂的制备方法，包括：
(1)以聚醚或聚酯二元醇为软段，以二元异氰酸酯为硬段，加入扩链剂和/或交联剂，在有机溶剂中缩聚得到异氰酸酯封端的聚氨酯预聚体；
(2)将聚丙烯酸溶解在有机溶剂中，得到聚丙烯酸溶液；加入醇、羧酸或胺封端的聚氨酯，得到聚丙烯酸/聚氨酯混合溶液；其中，聚丙烯酸溶液浓度为2-20％；聚氨酯的加入量为相对于聚丙烯酸固含量的10-40％；将异氰酸酯封端的聚氨酯预聚体加入到聚丙烯酸/聚氨酯混合溶液中，30-90℃下反应4-10h，得到三维网状结构Ⅰ粘结剂；其中，聚氨酯预聚体的加入量为聚丙烯酸/聚氨酯...

【专利技术属性】
技术研发人员：李英芝，程化，卢周广，廖成竹，王旭扬，
申请(专利权)人：南方科技大学，
类型：发明
国别省市：广东;44