自修复型的锂电池电极粘结用的硅氧烷聚合物及其制备方法技术

本发明专利技术公开一种自修复型的锂电池电极粘结用的硅氧烷聚合物的制备方法，其包括：1)将乙烯基硅烷和氨基硅烷，或乙烯基硅烷和氨基聚醚，依次加入反应瓶中，再加入催化剂，搅拌均匀得到硅烷混合液；2)将硅烷混合液搅拌升温至40～130℃，进行冷凝回流反应8‑24h,得到硅氧烷预聚体；3)将硅氧烷与溶剂进行混合得到硅氧烷溶液，然后将硅氧烷预聚体在30‑40℃下滴加到硅氧烷溶液中，滴加完毕，升温至60‑80℃反应1‑5h，反应完全后蒸馏除去溶剂，得到所述硅氧烷聚合物。本发明专利技术制备的硅氧烷聚合物用作锂电池电极粘结剂时，具有高度可逆的弹性，对活性物质的膨胀收缩能起到缓冲作用，在出现微观裂缝时能够进行及时的自修复。

【技术实现步骤摘要】
自修复型的锂电池电极粘结用的硅氧烷聚合物及其制备方法
本专利技术涉及锂电池材料领域，尤其涉及一种自修复型的锂电池电极粘结用的硅氧烷聚合物及其制备方法。
技术介绍
锂离子电池是新能源汽车动力的重要来源，它的循环寿命长且有着无记忆效应、比能量大的特点。然而近几年，电池报废和回收再利用的问题也成为了焦点。到2020年，据统计，我国动力电池报废达到了12×104t～17×104t的数量。若处理不当，锂离子电池的电解质溶液及其转化产物和正负极材料等物质对环境以及人体的健康会造成很大影响。因此，废旧的锂离子电池如果只是简单地通过焚烧、填埋等普通的垃圾处理方法，其中的重金属以及无机、有机化合物将对环境造成严重的污染，如LiPF6、LiAsF6、LiCF3SO3等，溶剂及其分解和水解产物如DME、NMP、甲醛、甲醇、甲酸等都是有毒有害物质。锂硫电池在充放电的过程中因出现体积膨胀而导致电极片出现裂纹，长时间的多次充放电会导致裂纹逐渐扩大，在出现微观裂缝时若不能够进行及时的修复避免引发宏观裂缝，将会导致结构性断裂，活性物质会从集流体中脱落进而影响电池的性能本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种自修复型的锂电池电极粘结用的硅氧烷聚合物，其特征在于：其结构如式Ⅰ所示：/n

【技术特征摘要】
1.一种自修复型的锂电池电极粘结用的硅氧烷聚合物，其特征在于：其结构如式Ⅰ所示：






上式中，R2为碳链数为C1～C4的烷基或环烷基；R3指碳链数为C1～C6的烷基、或碳链数C3～C8的胺基烷基；R4、R6分别为氢、烷基、烷氧基或苯基中的一种；R5为氢、碳链数为C3～C7的饱和或不饱和的烷基、环烷基或芳基中的一种；X1、Y1分别为烷基、羟基、氢、碳链数为C1～C4的烷氧基团中的一种；X2、Y2分别为烷基、烷氧基、氢中的一种；Z2为烷基或氨基硅烷基；Q1为氨基、烷基、烷氧基、氢中的一种；Q2、Q3分别为氢、烷基、烷氧基中的一种；n和n1分别为1～100的整数。


2.根据权利要求1所述自修复型的锂电池电极粘结用的硅氧烷聚合物的制备方法，其特征在于：其包括以下步骤：
1)将乙烯基硅烷和氨基硅烷，或乙烯基硅烷和氨基聚醚，依次加入反应瓶中，再加入催化剂，室温搅拌均匀，得到混合均一的分散液；
2)将步骤1)得到的混合均一的分散液搅拌升温至40～130℃，在惰性气氛下进行冷凝回流反应8-24h,得到硅氧烷预聚体；
3)将活性基团封端的硅氧烷与溶剂进行混合均匀得到硅氧烷溶液，然后将步骤2)得到的硅氧烷预聚体在30-40℃且惰性气氛下滴加到所述硅氧烷溶液中，滴加完毕，升温至60-80℃反应1-5h，当反应完全时，蒸馏除去溶剂，得到所述硅氧烷聚合物；所述加入的乙烯基硅烷、氨基硅烷和硅氧烷的摩尔比为1:0.5-5：0.25-2.5；或所述加入的乙烯基硅烷、氨基聚醚和硅氧烷的摩尔比为1:0.5-5：0.25-2.5。


3.根据权利要求2所述的自修复型的锂电池电极粘结用的硅氧烷聚合物，其特征在于：所述步骤2)中的硅氧烷预聚体的结构式如式II所示：






式II，R1为烷基、羟基、氢、碳链数为C1～C4的烷氧基团中的一种；R2为碳链数为C1～C4的烷基或环烷基；R3指碳链数为C1～C6的烷基或碳链数C3～C8的胺基烷基；X1、Y1分别为烷基、羟基、氢、碳链数为C1～C4的烷氧基团中的一种；X2、Y2分别为烷基、烷氧基、或氢中的一种；Z2为烷基或氨基硅烷基；Q1为氨基、烷基、烷氧基、氢中的一种；Q2、Q3分别为氢、烷基、烷氧基中的一种；n为1～100的正整数。


4.根据权利要求2所述自修复型的锂电池电极粘结用的硅氧烷聚合物，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：张群朝，胡春艳，蒋涛，郝同辉，尤俊，
申请(专利权)人：湖北大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42