一种水性大豆蛋白基超分子硫正极粘结剂及其制备方法与应用技术

本发明专利技术公开了一种水性大豆蛋白基超分子硫正极粘结剂及其制备方法与应用。该粘结剂由磷酸化大豆蛋白、锂离子传输促进剂、物理交联剂三种原材料通过物理共混法制备形成。本发明专利技术的粘结剂具有的三维网状交联结构以及原材料自身所具备的特性使其具有优异的机械性能、高的离子电导率、强大的多硫化锂吸附能力，并具有一定的生物可降解性。将本发明专利技术的粘结剂应用在锂硫电池中时，可以有效提高电池的循环寿命、倍率性能和比容量。本发明专利技术使用物理共混的制备方法，直接将磷酸化大豆蛋白水溶液、锂离子促进剂水溶液、物理交联剂水溶液混合得到由分子间氢键交联的具有三维网状结构的粘结剂，工艺条件简单，高效便捷，用水作溶剂对环境无污染。

【技术实现步骤摘要】
一种水性大豆蛋白基超分子硫正极粘结剂及其制备方法与应用
本专利技术涉及液态锂硫电池
，具体涉及一种水性大豆蛋白基超分子硫正极粘结剂及其制备方法与应用。
技术介绍
虽然由于其能量密度高，循环寿命长和安全性高等特点，锂离子电池自20世纪90年代之后的20年间，在蓬勃发展的全球个人便携式电子产品和电动汽车市场上一直占据着绝对的统治地位。但由于锂离子电池中常用的正极材料理论比容量远低于石墨和硅等负极材料，使得锂离子电池能量密度难以得到进一步提高。因为硫单质高达1675mAhg-1的理论容量密度和2567Whkg-1的理论能量密度远远高于传统锂离子电池中所用的正极材料，所以锂硫电池很有希望取代锂离子电池垄断个人便携式电子产品和电动汽车市场。但是，与锂硫电池相关的问题也有很多：(1)硫及其放电产物Li2S不导电(5×10-30S/cm，25℃)；(2)硫的密度与其放电产物Li2S的密度相差很大，因此硫正极在充放电过程中会发生严重的体积膨胀或收缩(76％)；(3)长链硫化锂(Li2Sx，2<x<8)在电解液中的溶解和穿梭会导致活性材本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种水性大豆蛋白基超分子硫正极粘结剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：/n（1）将大豆蛋白加入水中，分散均匀，得到大豆蛋白水溶液；/n（2）往步骤（1）所述大豆蛋白水溶液中加入碱性水溶液调节pH至10.0-11.0，得到调节pH后的溶液；/n（3）将三氯氧磷溶于正己烷中，混合均匀，得到有机溶液；将所述有机溶液加入步骤（2）所述调节pH后的溶液中，混合均匀，得到混合液；/n（4）用碱性水溶液调节步骤（3）所述混合液的pH值为8.0-9.0，然后在搅拌状态下进行磷酸化反应，得到未提纯的磷酸化大豆蛋白溶液；/n（5）将步骤（4）所述未提纯的磷酸化大豆蛋白溶液除去正己烷，然后透析处理，取保留液...

【技术特征摘要】
1.一种水性大豆蛋白基超分子硫正极粘结剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）将大豆蛋白加入水中，分散均匀，得到大豆蛋白水溶液；
（2）往步骤（1）所述大豆蛋白水溶液中加入碱性水溶液调节pH至10.0-11.0，得到调节pH后的溶液；
（3）将三氯氧磷溶于正己烷中，混合均匀，得到有机溶液；将所述有机溶液加入步骤（2）所述调节pH后的溶液中，混合均匀，得到混合液；
（4）用碱性水溶液调节步骤（3）所述混合液的pH值为8.0-9.0，然后在搅拌状态下进行磷酸化反应，得到未提纯的磷酸化大豆蛋白溶液；
（5）将步骤（4）所述未提纯的磷酸化大豆蛋白溶液除去正己烷，然后透析处理，取保留液，冷冻干燥，得到磷酸化大豆蛋白；
（6）将步骤（5）所述磷酸化大豆蛋白加入水中，分散均匀，得到磷酸化大豆蛋白水溶液；
（7）将锂离子传输促进剂加入步骤（6）所述磷酸化大豆蛋白水溶液中，搅拌均匀，然后加入物理交联剂溶液，搅拌反应，得到所述水性大豆蛋白基超分子硫正极粘结剂。


2.根据权利要求1所述的水性大豆蛋白基超分子硫正极粘结剂的制备方法，其特征在于，步骤（1）所述大豆蛋白的质量为水溶液质量的4wt%-8wt%；步骤（2）所述碱性水溶液为氢氧化钠溶液或氢氧化钾溶液。


3.根据权利要求1所述的水性大豆蛋白基超分子硫正极粘结剂的制备方法，其特征在于，步骤（1）所述大豆蛋白与步骤（3）所述三氯氧磷的摩尔比为1:（3000-3500）；步骤（3）所述三氯氧磷的质量为正己烷质量的10wt%-15wt%；步骤（4）所述碱性水溶液为氢氧化钠溶液或氢氧化钾溶液；步骤（4）所述磷酸化反应的时间为0.5-1h。

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【专利技术属性】
技术研发人员：王朝阳，王银艳，王荟，邓永红，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：广东;44