【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种硅碳负极专用复合粘结剂制备方法，属于锂离子电池。
技术介绍
1、粘结剂是锂离子电池电极的重要组成部分，主要用于连接活性材料、导电助剂和集流体。此外，包裹在电极颗粒上的粘结剂会深刻影响它们的界面特征。现有技术中，通常采用pvd f作为石墨和硅的粘结剂，由于电解液共嵌入石墨层间导致电极失效，对于硅负极来说，溶解pvdf的溶剂为nm p，溶剂中存在游离氨，吸水后整体溶液呈现碱性，碱性集团会攻击相邻的c-f和c-h键，使其发生消除反应，形成c＝c，在制备浆料时双键断裂与其他物质发生交联反应，直至产生凝胶。pvd f作为粘结剂主要靠的是化学键力，在硅石墨负极充放电的过程中难以承受体积膨胀带来的巨大应力，电池性能也会迅速下降。此外，pvd f本身缺乏电子导电性和离子导电性，这也限制了它在高倍率充放电循环中的应用。
2、此外，石墨负极中常使用cmc/sb r，其中羧甲基纤维素cm c是一种线性多糖，是纤维素的衍生物，由羧甲基取代的β-吡喃葡萄糖组成的。虽然丁苯橡胶(sbr)与cm c混合后，与pvd f相比，cmc/sb r具有小模量、高弹性、强附着力和低电解质吸收的有点，良好的力学性能提高了硅阳极的附着力和容量保持能力，但是其微观结构上不均匀，空隙较多，电学稳定性不足。因此，寻找一种能够有效使用在硅碳负极并性能稳定的复合粘结剂是本领域亟待解决的问题。
技术实现思路
1、针对上述现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种硅碳负极专用复合粘结剂制备方法，解决现有技术
2、本专利技术提供了一种硅碳负极专用复合粘结剂制备方法，包括以下步骤：
3、(1)取单晶硅金刚线切线废料和天然石墨球形尾料为原料，按比例混合，球磨得到硅碳粉，硅碳粉中硅粉的比例为5-20％，将硅碳粉置于有机溶剂中，搅拌后离心干燥，得到第一产物；
4、(2)取第一结构化合物和第二结构化合物按照一定比例混合均匀，加入催化剂搅拌一定时间后，透析纯化，得到第二产物；
5、(3)取步骤(1)的到的第一产物和步骤(2)得到的第二产物按比例加入混合溶剂进行湿法混合，混合完成后烘干去除混合溶剂，得到第三产物；
6、(4)取第三产物真空干燥，加入现有导电剂在一定温度下进行聚合物缩合，得到成品。
7、其中第一产物、第二产物与导电剂的比例为8:1：1，将制得的材料用于电池中获得较高稳定性、高倍率硅碳负极。本专利技术以单晶硅金刚线切线废料和天然石墨球形尾料为原料，通过适当将高分子进行物理，化学改性获得了性能良的硅碳负极，实现单晶硅金刚线切线废料作为固废高值化利用，并且专利技术的过程绿色，步骤简单，成本低，用于规模化制备硅碳负极前景广阔。
8、进一步地，在步骤(1)中，所述石墨的粒径为100nm-20μm，优选400nm-1μm，进一步优选4um-10μm，碳含量大于99％，所述硅粉粒径为1μm-20 0μm，优选50μm-15 0μm，进一步优选80μm-12 0μm，硅含量大于9 8％，所述球磨时间为2-15h，优选4-10h，进一步优选6-8h，磨球为氧化锆珠，球磨速度为200rpm-700rpm。
9、进一步地，在步骤(1)中，所述有机溶剂为热塑性聚氨酯、吡咯、呋喃中的一种或多种。
10、进一步地，在步骤(2)中，所述第一结构化合物和第二结构化合物的比例为(1-15)：5，优选1：1，进一步优选3：2，加入催化剂后搅拌时间为2-6h，优选3-5h，进一步优选4h。
11、进一步地，所述第一结构化合物为聚丙烯酸、柠檬酸、瓜儿豆胶、植酸、三氟甲磺酸中任意一种，所述第二结构化合物为双(2-氨基苯基)二硫、聚苯胺、聚吡咯、聚乙烯亚胺、尿素、3,5-双三氟甲基苯甲酰氨、吡咯、环糊精、热塑性聚氨酯、氢氧化锂中的一种或多种。
12、进一步地，所述催化剂为1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺(edc)、n-羟基琥珀酰亚胺(nhs)、二羟基甲基丙酮(dcc)中的一种或多种。
13、进一步地，在步骤(3)中，所述混合溶剂为n,n-二甲基甲酰胺(dmf)、丙酮、乙醇、水中的一种或多种。
14、进一步地，在步骤(4)中，取第三产物涂布于铜箔上进行真空干燥，在高温下进行聚合物的缩合。
15、进一步地，所述聚合物缩合温度为80-120℃，优选90-110℃，进一步优选100℃，缩合时间为8-12h。
16、进一步地，所述聚合物缩合过程中还加入了导电剂，所述第一产物、第二产物和导电剂的比例为8:1:1。
17、与现有技术相比，本申请的技术方案具有以下技术效果：
18、1、本申请该复合粘结剂主要由第一结构化合物、第二结构化合物进行化学反应得到的基团作为网络结点，得到三维网状结构的聚合物，在循环过程中不仅能缓冲体积膨胀，而且可以与活性材料形成氢键得到长循环硅碳负极材料，用于锂离子电池负极；本申请将两种或两种以上化合物混合，目的是将原有一维链状粘结剂变成三维网状粘结剂，同时粘结剂与硅碳之间形成氢键，获得较稳定的硅碳负极。
19、2、本申请中通过在硅碳负极材料基础上引入不同的粘结剂，使其在循环过程中提高负极活性物质之间、负极活性物质与集流体之间的粘结性，同时可以在负极表面抑制锂盐分解，从而提高材料的稳定性。
20、3、本申请中采用paa是由羧酸组成，可以在羟基表面接枝高分子聚合物形成多支链的聚合物从而提高电池的循环性能。此外paa的盐类化合物作为功能粘结剂具有抑制碳酸丙烯溶剂共嵌入、库仑效率高、可循环性好、锂迁移动力学好等独特作用。
21、4、本申请将几种化合物进行共混，利用其官能团之间的相互作用构成具有三维网状结构的聚合物，获得了富含官能团和稳定分子链的复合粘结剂，可以在聚合物链与活性材料之间形成氢键从而导致具有强附着力，同时可以提高负极活性材料之间、负极材料与集流体之间的粘结性，从而提升材料的综合性能。
22、5、本专利技术方法操作简单，所需改性剂均为常规廉价试剂，原料和合成工艺都适合大规模生产，这使得所制备的负极材料以及聚合物在锂离子电池中有很大的应用前景。
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1.一种硅碳负极专用复合粘结剂制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述一种硅碳负极专用复合粘结剂制备方法，其特征在于，在步骤(1)中，所述石墨的粒径为100nm-20μm，碳含量大于99％，所述硅粉粒径为1μm-20 0μm，硅含量大于98％，所述球磨时间为2-15h，磨球为氧化锆珠。
3.根据权利要求1所述一种硅碳负极专用复合粘结剂制备方法，其特征在于，在步骤(1)中，所述有机溶剂为热塑性聚氨酯、吡咯、呋喃中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述一种硅碳负极专用复合粘结剂制备方法，其特征在于，在步骤(2)中，所述第一结构化合物和第二结构化合物的比例为(1-15)：5，加入催化剂后搅拌时间为2-6h。
5.根据权利要求4所述一种硅碳负极专用复合粘结剂制备方法，其特征在于，所述第一结构化合物为聚丙烯酸、柠檬酸、瓜儿豆胶、植酸、三氟甲磺酸中任意一种，所述第二结构化合物为双(2-氨基苯基)二硫、聚苯胺、聚吡咯、聚乙烯亚胺、尿素、3,5-双三氟甲基苯甲酰氨、吡咯、环糊精、热塑性聚氨酯、氢氧化锂中的一种或多种。
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