【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及粘结剂，尤其涉及一种电池极片无溶剂型粘结剂及其制备方法。
技术介绍
1、电池极片是电池的关键组成部分，通常由活性材料和粘结剂组成。活性材料是电池存储和释放电能的介质，而粘结剂则负责将活性材料固定在电极集流体上。粘结剂的性能对电池的整体性能、寿命和可靠性有着至关重要的影响。传统的粘结剂多为溶剂型，即通过溶剂将粘结剂和活性材料混合，然后通过烘干或固化过程去除溶剂。然而，这种方法存在一些问题和局限性。
2、首先，使用溶剂型粘结剂在生产过程中需要额外的烘干步骤，增加了生产成本和时间。其次，溶剂挥发会导致环境污染和健康风险。此外，溶剂可能会与活性材料或其他电池组件发生不良反应，降低电池的性能和稳定性。
3、为了解决这些问题，研究人员和工程师一直在寻找更加环保和高效的替代方案。例如，水基粘结剂和无溶剂型粘结剂逐渐受到关注。然而，这些替代方案通常存在一些问题，如电导性能不足、机械强度低、热稳定性差或生物相容性不佳等。
4、在现有技术中，尚缺乏一种能够综合满足多种性能需求的电池极片用无溶剂型粘结剂。例如，尽管有些无溶剂型粘结剂可能具有优越的电导性或机械强度，但可能缺乏足够的耐热性或生物相容性。
5、因此，开发一种具有多功能性、高性能和环保特性的电池极片用无溶剂型粘结剂是当前电池技术发展的一个重要需求。
技术实现思路
1、本申请提供一种电池极片无溶剂型粘结剂及其制备方法，以提供一种能够综合满足多种性能需求的电池极片用无溶剂型粘结剂。>
2、本申请提供的电池极片无溶剂型粘结剂，包括导电聚苯胺、环氧树脂、硅烷偶联剂、纳米碳管、生物基聚酯、金属离子、碳黑微粒、微米级硅酸盐粒子、磷酸酯耐热添加剂、聚乳酸生物可降解高分子和聚氮化硼微纳米片，其中，导电聚苯胺占粘结剂总质量的8％至12％，环氧树脂占35％至42％，硅烷偶联剂占4％至7％，纳米碳管占1％至3％，生物基聚酯占15％至22％，金属离子用于实现自愈合效应，碳黑微粒占粘结剂总质量的0.4％至1.2％并用于提高导电性能，微米级硅酸盐粒子占粘结剂总质量的1.5％至3％并用于提高粘结剂的力学强度，磷酸酯耐热添加剂占粘结剂总质量的0.1％至0.5％并用于提高耐热性，聚乳酸生物可降解高分子占粘结剂总质量的0.8％至2％并用于提高生物相容性，聚氮化硼微纳米片占粘结剂总质量的0.5％至1.5％并用于提供额外的热导率和电绝缘性。
3、更进一步地，所述金属离子与环氧树脂、硅烷偶联剂或导电聚苯胺形成金属-有机框架，以增强自愈合效应和导电性。
4、更进一步地，所述纳米碳管与生物基聚酯通过共价或氢键形成复合材料，以改善力学强度和生物可降解性。
5、更进一步地，所述微米级硅酸盐粒子被涂覆以一种或多种金属氧化物，以改善其与环氧树脂之间的界面相容性。
6、更进一步地，所述电池极片无溶剂型粘结剂，还包括纳米级磁性颗粒，用于通过外部磁场快速定位和修复电池内部的损坏区域。
7、更进一步地，所述聚乳酸生物可降解高分子通过掺杂一种或多种选自维生素e、阿斯科尔酸、和丁基羟基甲苯的抗氧化剂，实现粘结剂在在ph值为5至7和温度为37℃至42℃的环境中的可控降解。
8、更进一步地，所述导电聚苯胺通过掺杂一种或多种稀土金属离子，以提高粘结剂的热稳定性和电导性，其中所述稀土金属离子的掺杂量占导电聚苯胺总质量的0.2％至0.6％。
9、更进一步地，所述生物基聚酯含有由生物合成途径生产的异构单体，以提高生物可降解性和减少环境影响，其中，所述异构单体占生物基聚酯总质量的2％至5％。
10、更进一步地，所述磷酸酯耐热添加剂与微米级硅酸盐粒子通过一种或多种催化剂进行表面改性，以实现粘结剂在高温下的稳定性，所述表面改性可通过化学气相沉积或原子层沉积来实现。
11、本申请提供一种电池极片无溶剂型粘结剂的制备方法，包括：
12、将导电聚苯胺、环氧树脂、硅烷偶联剂、纳米碳管、生物基聚酯、金属离子、碳黑微粒、微米级硅酸盐粒子、磷酸酯耐热添加剂、聚乳酸高分子和聚氮化硼微纳米片作为原料，其中，导电聚苯胺占粘结剂总质量的8％至12％，环氧树脂占35％至42％，硅烷偶联剂占4％至7％，纳米碳管占1％至3％，生物基聚酯占15％至22％，金属离子用于实现自愈合效应，碳黑微粒占粘结剂总质量的0.4％至1.2％并用于提高导电性能，微米级硅酸盐粒子占粘结剂总质量的1.5％至3％并用于提高粘结剂的力学强度，磷酸酯耐热添加剂占粘结剂总质量的0.1％至0.5％并用于提高耐热性，聚乳酸生物可降解高分子占粘结剂总质量的0.8％至2％并用于提高生物相容性，聚氮化硼微纳米片占粘结剂总质量的0.5％至1.5％并用于提供额外的热导率和电绝缘性；
13、在搅拌器中混合环氧树脂与硅烷偶联剂；
14、添加导电聚苯胺和纳米碳管到预混合物中；
15、加入生物基聚酯、金属离子、碳黑微粒、微米级硅酸盐粒子、磷酸酯耐热添加剂、聚乳酸高分子和聚氮化硼微纳米片，并维持搅拌；
16、将混合物转移到高速均质器中进行均质化处理，并将混合物置于真空除气桶中进行脱气；
17、将脱气后的混合物转移到模具中，并进行固化；
18、将固化后的粘结剂从模具中取出，用目砂纸进行打磨，并用乙醇进行清洗。
19、本专利技术有益的技术效果体现在以下几点：
20、(1)该粘结剂通过精心选择和比例调配各种成分，实现了优良的导电性、力学强度、耐热性、生物相容性、自愈合能力以及热导率和电绝缘性的综合优化。
21、(2)粘结剂中包含的生物基聚酯和聚乳酸生物可降解高分子提供了生物可降解性，有助于减少环境污染。
22、(3)通过加入金属离子，实现了粘结剂的自愈合效应，延长了产品的使用寿命。
23、(4)该粘结剂通过加入导电聚苯胺和纳米碳管，以及适量的碳黑微粒，显著提高了其导电性能。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种电池极片无溶剂型粘结剂，其特征在于，包括导电聚苯胺、环氧树脂、硅烷偶联剂、纳米碳管、生物基聚酯、金属离子、碳黑微粒、微米级硅酸盐粒子、磷酸酯耐热添加剂、聚乳酸生物可降解高分子和聚氮化硼微纳米片，其中，导电聚苯胺占粘结剂总质量的8％至12％，环氧树脂占35％至42％，硅烷偶联剂占4％至7％，纳米碳管占1％至3％，生物基聚酯占15％至22％，金属离子用于实现自愈合效应，碳黑微粒占粘结剂总质量的0.4％至1.2％并用于提高导电性能，微米级硅酸盐粒子占粘结剂总质量的1.5％至3％并用于提高粘结剂的力学强度，磷酸酯耐热添加剂占粘结剂总质量的0.1％至0.5％并用于提高耐热性，聚乳酸生物可降解高分子占粘结剂总质量的0.8％至2％并用于提高生物相容性，聚氮化硼微纳米片占粘结剂总质量的0.5％至1.5％并用于提供额外的热导率和电绝缘性。
2.根据权利要求1所述的电池极片无溶剂型粘结剂，其特征在于，所述金属离子与环氧树脂、硅烷偶联剂或导电聚苯胺形成金属-有机框架，以增强自愈合效应和导电性。
3.根据权利要求1所述的电池极片无溶剂型粘结剂，其特征在于，所述纳米碳管与生
4.根据权利要求1所述的电池极片无溶剂型粘结剂，其特征在于，所述微米级硅酸盐粒子被涂覆以一种或多种金属氧化物，以改善其与环氧树脂之间的界面相容性。
5.根据权利要求1所述的电池极片无溶剂型粘结剂，其特征在于，还包括纳米级磁性颗粒，用于通过外部磁场快速定位和修复电池内部的损坏区域。
6.根据权利要求1所述的电池极片无溶剂型粘结剂，其特征在于，所述聚乳酸生物可降解高分子通过掺杂一种或多种选自维生素E、阿斯科尔酸、和丁基羟基甲苯的抗氧化剂，实现粘结剂在在pH值为5至7和温度为37℃至42℃的环境中的可控降解。
7.根据权利要求1所述的电池极片无溶剂型粘结剂，其特征在于，所述导电聚苯胺通过掺杂一种或多种稀土金属离子，以提高粘结剂的热稳定性和电导性，其中所述稀土金属离子的掺杂量占导电聚苯胺总质量的0.2％至0.6％。
8.根据权利要求1所述的电池极片无溶剂型粘结剂，其特征在于，所述生物基聚酯含有由生物合成途径生产的异构单体，以提高生物可降解性和减少环境影响，其中，所述异构单体占生物基聚酯总质量的2％至5％。
9.根据权利要求1所述的电池极片无溶剂型粘结剂，其特征在于，所述磷酸酯耐热添加剂与微米级硅酸盐粒子通过一种或多种催化剂进行表面改性，以实现粘结剂在高温下的稳定性，所述表面改性可通过化学气相沉积或原子层沉积来实现。
10.一种电池极片无溶剂型粘结剂的制备方法，其特征在于，包括：
...【技术特征摘要】
1.一种电池极片无溶剂型粘结剂，其特征在于，包括导电聚苯胺、环氧树脂、硅烷偶联剂、纳米碳管、生物基聚酯、金属离子、碳黑微粒、微米级硅酸盐粒子、磷酸酯耐热添加剂、聚乳酸生物可降解高分子和聚氮化硼微纳米片，其中，导电聚苯胺占粘结剂总质量的8％至12％，环氧树脂占35％至42％，硅烷偶联剂占4％至7％，纳米碳管占1％至3％，生物基聚酯占15％至22％，金属离子用于实现自愈合效应，碳黑微粒占粘结剂总质量的0.4％至1.2％并用于提高导电性能，微米级硅酸盐粒子占粘结剂总质量的1.5％至3％并用于提高粘结剂的力学强度，磷酸酯耐热添加剂占粘结剂总质量的0.1％至0.5％并用于提高耐热性，聚乳酸生物可降解高分子占粘结剂总质量的0.8％至2％并用于提高生物相容性，聚氮化硼微纳米片占粘结剂总质量的0.5％至1.5％并用于提供额外的热导率和电绝缘性。
2.根据权利要求1所述的电池极片无溶剂型粘结剂，其特征在于，所述金属离子与环氧树脂、硅烷偶联剂或导电聚苯胺形成金属-有机框架，以增强自愈合效应和导电性。
3.根据权利要求1所述的电池极片无溶剂型粘结剂，其特征在于，所述纳米碳管与生物基聚酯通过共价或氢键形成复合材料，以改善力学强度和生物可降解性。
4.根据权利要求1所述的电池极片无溶剂型粘结剂，其特征在于，所述微米级硅酸盐粒子被涂覆以一种或...
【专利技术属性】
技术研发人员：张帆，任鸿烽，李静，袁智奇，李春江，
申请(专利权)人：深圳市鸿星创新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。