锂离子电池、环保型锂离子电池正极粘结剂及其制备方法技术

本申请提供一种锂离子电池、环保型锂离子电池正极粘结剂及其制备方法，上述的环保型锂离子电池正极粘结剂的制备方法包括如下步骤：淀粉和第一去离子水进行第一混合加热操作，得到淀粉胶液；对所述淀粉胶液进行pH调节操作，使得所述淀粉胶液的pH值为9.5～10；对pH调节后的所述淀粉胶液中加入氧化剂进行氧化反应操作，得到氧化改性淀粉胶液；将所述氧化改性淀粉胶液和葡萄糖进行第二混合加热操作，得到混合改性淀粉胶液；将所述混合改性淀粉胶液和羧甲基纤维素溶液进行第三混合加热操作，得到环保型锂离子电池正极粘结剂。环保型锂离子电池正极粘结剂。环保型锂离子电池正极粘结剂。

【技术实现步骤摘要】
锂离子电池、环保型锂离子电池正极粘结剂及其制备方法


[0001]本专利技术涉及一种电池领域，特别是涉及一种锂离子电池、环保型锂离子电池正极粘结剂及其制备方法。

技术介绍

[0002]锂离子电池具有比容量高、循环寿命长、倍率性能高、无记忆效应等优点，广泛应用于电动汽车、储能、消费品电子产品等领域，方便了人们的生产生活，推动了社会的进步。目前，应用最广泛的锂电池是磷酸铁锂电池，其主要由正极、负极、隔膜、电解液组成，其中，正极通常采用聚偏氟乙烯(PVDF)/N
‑
甲基吡咯烷酮(NMP)粘结剂体系。因使用有毒溶剂NMP，导致该体系存在有以下缺陷：(1)NMP回收能耗占涂布总能耗的46.8％(iScience,2021,24:102332)，极大的增加了生产成本。(2)污染环境，影响操作人员健康。因此，使用环保型粘结剂不仅能够减少环境污染，而且能够降低磷酸铁锂电池的生产成本。
[0003]然而淀粉是植物光合作用的产物，主要是由脱水葡萄糖通过α
‑
1,4
‑
糖苷键连接而成，淀粉的来源广泛、易工业化制备和价格低廉。而且淀粉具有较好的粘结性同时还符合环保理念。但是淀粉直接作为粘结剂容易出现回生情况，从而导致淀粉的性能变差，即耐水性和粘接性变差。
[0004]因此，如何解决抑制淀粉回生的同时如何使淀粉保持较好的耐水性和较好的粘接性是目前亟需解决的问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是克服现有技术中的不足之处，提供一种能够抑制淀粉回生的同时使淀粉具有较好的耐水性和较好的粘接性的锂离子电池、环保型锂离子电池正极粘结剂及其制备方法。
[0006]本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现的：
[0007]一种环保型锂离子电池正极粘结剂的制备方法，包括如下步骤：
[0008]将淀粉和第一去离子水进行第一混合加热操作，得到淀粉胶液；
[0009]对所述淀粉胶液进行pH调节操作，使得所述淀粉胶液的pH值为9.5～10；
[0010]对pH调节后的所述淀粉胶液中加入氧化剂进行氧化反应操作，得到氧化改性淀粉胶液；
[0011]将所述氧化改性淀粉胶液和葡萄糖进行第二混合加热操作，得到混合改性淀粉胶液；
[0012]将所述混合改性淀粉胶液和羧甲基纤维素溶液进行第三混合加热操作，得到环保型锂离子电池正极粘结剂。
[0013]在其中一个实施例中，所述淀粉为玉米淀粉、马铃薯淀粉、木薯淀粉及小麦淀粉中的至少一种。
[0014]在其中一个实施例中，所述将淀粉和第一去离子水进行第一混合加热操作的具体
操作步骤为：
[0015]将所述淀粉和所述第一去离子水混合后放置于三口烧瓶内；
[0016]将所述三口烧瓶放置于恒温水浴锅内进行第一搅拌加热操作，得到所述淀粉胶液。
[0017]在其中一个实施例中，所述对所述淀粉胶液进行pH调节操作的具体操作步骤为：
[0018]将2％NaOH溶液滴加在所述三口烧瓶内，直至所述淀粉胶液的pH值为9.5～10。
[0019]在其中一个实施例中，所述对pH调节后的所述淀粉胶液中加入氧化剂进行氧化反应操作的具体操作步骤为：
[0020]将所述氧化剂滴加至所述三口烧瓶内，使所述氧化剂与所述淀粉胶液进行氧化反应得到所述氧化改性淀粉胶液。
[0021]在其中一个实施例中，将所述氧化改性淀粉胶液和葡萄糖进行第二混合加热操作的具体操作步骤为：
[0022]将所述葡萄糖加入所述三口烧瓶内，使所述葡萄糖与所述氧化改性淀粉胶液混合；
[0023]将所述三口烧瓶放置于所述恒温水浴锅内进行第二搅拌加热操作，得到所述混合改性淀粉胶液。
[0024]在其中一个实施例中，所述将所述混合改性淀粉胶液和羧甲基纤维素溶液进行第三混合加热操作的具体操作步骤为：
[0025]将羧甲基纤维素溶解在第二去离子水中，得到所述羧甲基纤维素溶液；
[0026]将所述羧甲基纤维素溶液加入所述三口烧瓶内，使所述羧甲基纤维素与所述混合改性淀粉胶液混合；
[0027]将所述三口烧瓶放置于所述恒温水浴锅内进行第三搅拌加热操作，得到所述环保型锂离子电池正极粘结剂。
[0028]在其中一个实施例中，所述氧化剂为次氯酸钠、过氧化氢、高碘酸钠、高锰酸钾及臭氧中的一种。
[0029]一种环保型锂离子电池正极粘结剂，采用上述任一实施例所述的环保型锂离子电池正极粘结剂的制备方法制备而成的；
[0030]所述环保型锂离子电池正极粘结剂包括如下各组分的质量份数：
[0031][0032]一种锂离子电池，包括上述实施例所述的环保型锂离子电池正极粘结剂。
[0033]与现有技术相比，本专利技术至少具有以下优点：
[0034]1、首先将淀粉和第一去离子水进行第一混合加热操作得到淀粉胶液，即混合后的溶液为灰白色，使得淀粉充分溶解在去离子水中。其次，通过对淀粉胶液进行pH调节操作，使得淀粉胶液的pH值为9.5～10。然后在pH值为9.5～10的碱性反应条件下，滴加氧化剂对淀粉胶液进行氧化反应，直至淀粉胶液变为乳黄色时完成氧化反应得到氧化改性淀粉胶液，即通过氧化反应使得淀粉中的α
‑
1,4
‑
糖苷键形成的六元环断裂，如此能够有效地避免淀粉胶液出现结晶现象，从而能够有效地抑制淀粉回生，进而能够确保环保型锂离子电池正极粘结剂具备有较好的粘结性和较好的耐水性。
[0035]2、通过在氧化改性淀粉胶液中加入葡萄糖，能够降低淀粉分子之间的分子作用力，如此能够有效地避免淀粉胶液出现结晶现象，从而能够较大程度地抑制淀粉回生。再通过在氧化改性淀粉胶液中加入羧甲基纤维素溶液，使得环保型锂离子电池正极粘结剂能够保持均匀且稳定的乳浊状态，如此能够提高环保型锂离子电池正极粘结剂的黏度，进而使得环保型锂离子电池正极粘结剂在应用于锂离子电池时涂布工序的涂布均匀性得到有效地提升。同时的，环保型锂离子电池正极粘结剂在应用于锂离子电池时涂布工序无需使用NMP回收系统，不仅能够节约涂布工序的46.8％能耗，而且还不会污染环境。
[0036]3、通过对淀粉进行氧化改性后能够增加淀粉的粘结力，从而有效地环保型锂离子电池正极粘结剂的粘结力，使得环保型锂离子电池正极粘结剂在应用于锂离子电池时能够降低极片的内阻，进而有效地提升了锂离子电池的循环性能。
附图说明
[0037]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
[0038]图1为一实施例的环保型锂离子电池正极粘结剂的制备方法的流程图；
[0039]图2为氧化改性淀粉的原理示意图。
具体实施方式
[0040]为了便于理解本专利技术，下面将本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种环保型锂离子电池正极粘结剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将淀粉和第一去离子水进行第一混合加热操作，得到淀粉胶液；对所述淀粉胶液进行pH调节操作，使得所述淀粉胶液的pH值为9.5～10；对pH调节后的所述淀粉胶液中加入氧化剂进行氧化反应操作，得到氧化改性淀粉胶液；将所述氧化改性淀粉胶液和葡萄糖进行第二混合加热操作，得到混合改性淀粉胶液；将所述混合改性淀粉胶液和羧甲基纤维素溶液进行第三混合加热操作，得到环保型锂离子电池正极粘结剂。2.根据权利要求1所述的环保型锂离子电池正极粘结剂的制备方法，其特征在于，所述淀粉为玉米淀粉、马铃薯淀粉、木薯淀粉及小麦淀粉中的至少一种。3.根据权利要求1所述的环保型锂离子电池正极粘结剂的制备方法，其特征在于，所述将淀粉和第一去离子水进行第一混合加热操作的具体操作步骤为：将所述淀粉和所述第一去离子水混合后放置于三口烧瓶内；将所述三口烧瓶放置于恒温水浴锅内进行第一搅拌加热操作，得到所述淀粉胶液。4.根据权利要求3所述的环保型锂离子电池正极粘结剂的制备方法，其特征在于，所述对所述淀粉胶液进行pH调节操作的具体操作步骤为：将2％NaOH溶液滴加在所述三口烧瓶内，直至所述淀粉胶液的pH值为9.5～10。5.根据权利要求4所述的环保型锂离子电池正极粘结剂的制备方法，其特征在于，所述对pH调节后的所述淀粉胶液中加入氧化剂进行氧化反应操作的具体操作步骤为：将所述氧化剂滴加至所述三口烧瓶...

【专利技术属性】
技术研发人员：王超，尤军，
申请(专利权)人：深圳埃克森新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：