一种负极及其制备方法与应用技术

本发明专利技术涉及一种负极，包括：若干负极单元，以及用于连接若干所述负极单元的若干粘接剂；其中，所述负极单元包括：负极颗粒，以及包覆于所述负极颗粒的表面的聚多巴胺层；其中，所述聚多巴胺层具有若干一级胺结构，以及若干二级胺结构；所述粘接剂包括：化合物C；其中，所述化合物C具有若干端基，至少一个所述端基具有与所述一级胺结构或/和所述二级胺结构形成化学键的活性。本发明专利技术的负极中粘接剂通过端基与聚多巴胺层之间的化学键连接，进而间接地包覆于负极颗粒的表面，在减少负极颗粒与电解液副反应发生的同时，降低负极的膨胀率，减缓负极的粉化，从而有效提高电池的循环性能。从而有效提高电池的循环性能。从而有效提高电池的循环性能。

【技术实现步骤摘要】
一种负极及其制备方法与应用


[0001]本专利技术涉及化学电池
，尤其涉及一种负极及其制备方法与应用。

技术介绍

[0002]化学电池的负极在循环的过程中，存在体积膨胀以及粉化，如此会导致化学电池的循环性能下降；而合适的粘接剂能够通过较强的粘接力，以适应负极的体积膨胀，从而抑制粉化。
[0003]目前，粘接剂与负极颗粒之间主要以较弱的氢键或/和分子间作用力连接，如此在循环的过程中可能会出现负极颗粒与粘接剂剥离，进而导致负极结构崩塌，易于自导电箔材剥离，导电网络被破坏。
[0004]此外，负极颗粒的表面未被包覆，直接与电解液接触，副反应增加。
[0005]因此，亟需一种负极及其制备方法与应用。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是针对现有技术中的不足，提供一种负极及其制备方法与应用。
[0007]为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案是：
[0008]本专利技术的第一方面是提供一种负极，包括：若干负极单元，以及用于连接若干所述负极单元的粘接剂；其中，
[0009]所述负极单元包括：负极颗粒，以及包覆于所述负极颗粒的表面的聚多巴胺层；其中，所述聚多巴胺层具有若干一级胺结构，以及若干二级胺结构；
[0010]所述粘接剂包括：化合物C；其中，所述化合物C具有若干端基，至少一个所述端基具有与所述一级胺结构或/和所述二级胺结构形成化学键的活性。
[0011]优选地，所述负极还包括：与所述负极单元以及所述粘接剂混合的导电剂。
[0012]优选地，所述负极颗粒包括：硅、氧化亚硅、碳、石墨、石墨烯、硼、镁、铝、锌、锗、银、铟、锡或金中的至少一种。
[0013]优选地，所述负极颗粒的粒径为0.001μm～50μm。
[0014]更优地，所述负极颗粒的粒径为0.01μm～30μm。
[0015]最优地，所述负极颗粒的粒径为0.1μm～15μm。
[0016]优选地，所述聚多巴胺层的厚度为0.1nm～100nm。
[0017]更优地，所述聚多巴胺层的厚度为1nm～50nm。
[0018]最优地，所述聚多巴胺层的厚度为2nm～30nm。
[0019]优选地，所述端基包括：环O氧基、H异氰酸酯基、羧基或酸酐中的至少一种。
[0020]进一步地，所述化合物C的化学结构式如式I、式II、式III或式IV中的至少一种所示：
[0021]式I
[0022]式II
[0023]式III
[0024]式IV
[0025]其中，1≤n1≤100，1≤n2≤150，1≤n3≤150。
[0026]更优地，5≤n1≤70。
[0027]最优地，10≤n1≤50。
[0028]更优地，5≤n2≤100。
[0029]最优地，10≤n2≤70。
[0030]更优地，5≤n3≤110。
[0031]最优地，10≤n3≤90。
[0032]本专利技术的第二方面是提供一种如前所述负极的制备方法，步骤包括：
[0033]S1、提供一所述负极颗粒，于所述负极颗粒的表面包覆一层聚多巴胺，得所述负极单元；
[0034]S2、提供一所述粘接剂，将所述负极单元与导电剂以及所述粘接剂混合后，依次进行涂布、干燥、辊压、以及热处理，于所述热处理过程中，所述端基与所述一级胺结构或/和所述二级胺结构形成化学键，得所述负极。
[0035]优选地，将所述负极单元与所述粘接剂混合时，所述粘接剂的质量分数为0.1wt％～10wt％。
[0036]更优地，将所述负极单元与所述粘接剂混合时，所述粘接剂的质量分数为0.5wt％～7wt％。
[0037]最优地，将所述负极单元与所述粘接剂混合时，所述粘接剂的质量分数为1wt％～5wt％。
[0038]优选地，所述热处理的温度为20℃～200℃。
[0039]更优地，所述热处理的温度为40℃～150℃。
[0040]最优地，所述热处理的温度为50℃～100℃。
[0041]优选地，所述热处理的时间为1h～24h。
[0042]更优地，所述热处理的时间为2h～15h。
[0043]最优地，所述热处理的时间为2h～10h。
[0044]本专利技术的第三方面是提供一种化学电池，包括：如前所述负极。
[0045]本专利技术采用以上技术方案，与现有技术相比，具有如下技术效果：
[0046]本专利技术的负极中粘接剂通过端基与聚多巴胺层之间的化学键连接，进而间接地包覆于负极颗粒的表面，在减少负极颗粒与电解液副反应发生的同时，降低负极的膨胀率，减缓负极的粉化，从而有效提高电池的循环性能。
附图说明
[0047]图1为本专利技术实施例中负极的制备方法的步骤S1的示意图；
[0048]图2为本专利技术实施例1中环氧基与一级胺结构或/和二级胺结构形成化学键的原理示意图；
[0049]图3为本专利技术实施例2中异氰酸酯基与一级胺结构或/和二级胺结构形成化学键的原理示意图；
[0050]图4为本专利技术实施例3中羧基与一级胺结构或/和二级胺结构形成化学键的原理示意图；
[0051]图5为本专利技术实施例4中酸酐与一级胺结构或/和二级胺结构形成化学键的原理示意图。
具体实施方式
[0052]以下将对本专利技术的具体实施方式进行详细描述。
[0053]除非另作定义，权利要求书和说明书中使用的技术术语或者科学术语应当为本专利技术所属
内具有一般技能的人士所理解的通常意义。
[0054]本专利技术专利申请说明书以及权利要求书中使用的“一”或类似词语并不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“包括”或类似的词语意指出现在“包括”前面的物件涵盖出现在“包括”后面列举的物件或其等同的物件，并不排除其他物件。
[0055]本专利技术中所提及的数值包括从低到高一个单元一个单元增加的所有数值，此处假设任何较低值与较高值之间间隔至少两个单元。举例来说，如果说一个组分量或者一个物理量，是从1到100，10到90更优，20到80最优，是想表达5到95，14到76，23到67，32到58，41到49等数值都已经明白地列举在此说明书中；对于小于1的数值，0.0001、0.001、0.01或者0.1被认为是比较合适的一个单元。前述例子仅作举例说明之用，实际上，所有在列举的最低值到最高值之间的数值组合均被视为以类似方式清楚地列在本说明书中。
[0056]需要进一步说明的是，本专利技术专利申请说明书以及权利要求书中使用的术语“化合物”涵盖小分子化合物以及高分子化合物(即聚合物)。
[0057]需要进一步说明的是，本专利技术专利申请说明书以及权利要求书中使用的术语“端基”涵盖主链末端基团以及支链末端基团。
[0058]需要进一步说明的是，本专利技术专利申请说明书以及权利要求书中使用的术语“一级胺结构”意指化学结构式为
‑
NH2的基团。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种负极，其特征在于，包括：若干负极单元，以及用于连接若干所述负极单元的粘接剂；其中，所述负极单元包括：负极颗粒，以及包覆于所述负极颗粒的表面的聚多巴胺层；其中，所述聚多巴胺层具有若干一级胺结构，以及若干二级胺结构；所述粘接剂包括：化合物C；其中，所述化合物C具有若干端基，至少一个所述端基具有与所述一级胺结构或/和所述二级胺结构形成化学键的活性。2.根据权利要求1所述的负极，其特征在于，所述负极还包括：与所述负极单元以及所述粘接剂混合的导电剂。3.根据权利要求1所述的负极，其特征在于，所述负极颗粒包括：硅、氧化亚硅、碳、石墨、石墨烯、硼、镁、铝、锌、锗、银、铟、锡或金中的至少一种。4.根据权利要求3所述的负极，其特征在于，所述负极颗粒的粒径为0.001μm～50μm。5.根据权利要求1所述的负极，其特征在于，所述聚多巴胺层的厚度为0.1nm～100nm。6...

【专利技术属性】
技术研发人员：请求不公布姓名，潘瑞军，朱冠楠，
申请(专利权)人：上海国轩新能源有限公司，
类型：发明
国别省市：