【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及锂电池，具体为一种高附着力涂炭集流体涂料及其制备方法。
技术介绍
1、由于能量密度高、循环寿命长、无记忆效应和环境友好等优点，锂离子电池被大量应用在便携式电子产品、储能设备和新能源汽车上。随着手机5g时代的来临和新能源汽车高续航里程的发展要求，对锂离子电池的能量密度也提出了更高的需求。集流体是锂离子电池中不可或缺的重要部件之一，具有承载电极活性物质与汇集输出电流的多重功能。
2、由于不同材料、不同生产工艺所制备的集流体用涂料的性能各有千秋，对锂离子电池的影响也各不相同，因此本专利技术研究制备了一高附着力涂炭集流体涂料，具有较为优异的循环性能，使得锂离子电池能够在新能源领域更进一步发展。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种高附着力涂炭集流体涂料及其制备方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
2、为了解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：一种高附着力涂炭集流体涂料，所述高附着力涂炭集流体涂料包括自制粘结剂、导电剂、氮甲基吡咯烷酮和钛酸锂；所述自制粘结剂为改性酚醛树脂；所述导电剂为复合导电剂。
3、优选的，所述改性酚醛树脂是邻甲苯胺酚醛树脂与端羧基超支化聚酯反应制得。
4、优选的，所述邻甲苯胺酚醛树脂是苯酚、甲醛和邻苯甲胺反应制得；所述端羧基超支化聚酯是以偏三苯酸酐为核，聚己内酯二元醇和三聚氰胺为接枝单体制得。
5、优选的，所述复合导电剂是复合石墨烯与包覆碳纳米管混合制得。
6、优选
7、优选的，所述高附着力涂炭集流体涂料的制备方法，包括以下具体步骤：
8、(1)将邻甲苯胺酚醛树脂、端羧基超支化聚酯和n,n-二甲基甲酰胺按质量比2～4:1:50混合，升温至80～90℃，以1～3ml/min的速率滴加邻甲苯胺酚醛树脂质量0.2～0.3倍的浓硫酸，反应4～6h，旋蒸制得自制粘结剂；
9、(2)将磺化聚醚醚酮与n,n-二甲基甲酰胺按质量比1:10～15混合，搅拌均匀后加入磺化聚醚醚酮质量0.5～0.6倍的碳纳米管，超声分散均匀后，过滤并在真空干燥箱中70～80℃下加热46～48h，再在100～110℃下干燥2～4h，制得包覆碳纳米管；
10、(3)将氧化石墨烯与磺化石墨烯等质量混合，制得复合石墨烯；将复合石墨烯与去离子水按质量比1:50～80混合，搅拌均匀后，加入复合石墨烯等质量的离子液体1-丁基-3-乙基咪唑氯，在400～800rpm下搅拌反应20～40min，转移至鼓风干燥箱中，干燥至恒重后，加入复合石墨烯质量1.2～2倍的包覆碳纳米管，搅拌均匀，制得导电剂；
11、(4)将自制粘结剂、导电剂、氮甲基吡咯烷酮和钛酸锂按质量比1～3:2～4:30～50:40混合，搅拌均匀，制得高附着力涂炭集流体涂料。
12、优选的，上述步骤(1)中：邻甲苯胺酚醛树脂的制备方法为：将苯酚、甲醛和氢氧化钡按质量比0.7～1:1.2:0.04混合，搅拌均匀后升温至62～66℃，反应1～2h后，升温至72～76℃，继续反应1～2h，升温至82～86℃后，反应30～50min后，加入苯酚质量0.2～0.4倍的邻甲苯胺，继续反应2～4h，旋蒸并真空抽水20～30min，制得邻甲苯胺酚醛树脂。
13、优选的，上述步骤(1)中：端羧基超支化聚酯的制备方法为：将偏三苯酸酐、聚己内酯二元醇、三聚氰胺和n,n-二甲基甲酰胺按质量比2～3:1:1～2:50混合，搅拌均匀后升温至100～102℃，反应3～6h后，再加入三聚氰胺质量2～3倍的偏三苯酸酐、三聚氰胺质量20～30倍的二甲苯和三聚氰胺质量0.02～0.04倍的对苯甲磺酸，升温至142～145℃，反应2～4h，制得端羧基超支化聚酯。
14、优选的，上述步骤(2)中：磺化聚醚醚酮的制备方法为：将聚醚醚酮和浓硫酸按质量比1:20～30混合，搅拌均匀后升温至40～45℃，反应6～8h，用冰水沉淀并过滤，再用去离子水洗涤3～5次，最后在70～80℃下干燥6～8h，再在100～110℃下干燥24h，制得磺化聚醚醚酮。
15、优选的，上述步骤(3)中：磺化石墨烯的制备方法为：将氧化石墨烯、磺胺酸、硫酸和亚硝酸钠按质量比1:6～10:8:20混恶化，置于冰浴下，保温1～3h，升温至65～75℃，保温10～14h，离子并用去离子水洗涤8～10次，干燥，制得磺化石墨烯。
16、与现有技术相比，本专利技术所达到的有益效果是：
17、本专利技术制备的高附着力涂炭集流体涂料，包括自制粘结剂、导电剂、氮甲基吡咯烷酮和钛酸锂；自制粘结剂为改性酚醛树脂，导电剂为复合导电剂；
18、改性酚醛树脂是邻甲苯胺酚醛树脂与端羧基超支化聚酯反应制得，邻甲苯胺酚醛树脂是苯酚、甲醛和邻苯甲胺反应制得的带有邻甲苯胺基团的酚醛树脂，端羧基超支化聚酯是以偏三苯酸酐为核，聚己内酯二元醇和三聚氰胺为接枝单体制得；在酚醛树脂上引入苯胺，增强酚醛树脂的耐热性，再与含有长链端羧基超支化聚酯反应，引入三聚氰胺，与苯胺协同增强酚醛树脂的耐热性，同时与邻甲苯胺酚醛树脂分子间形成交联结构，具有较高的粘度使得粘结剂能够紧密包覆在集流体表面，提升电池循环性能；
19、复合导电剂是复合石墨烯与包覆碳纳米管混合制得，复合石墨烯是氧化石墨烯与磺化石墨烯混合后，与咪唑离子液体反应制得，包覆碳纳米管是用磺化聚醚醚酮包覆碳纳米管制得；咪唑环上的π电子与石墨烯表面形成相互作用力，将复合石墨烯均匀分散在导电剂中，再与包覆碳纳米管共混，与改性酚醛树脂上的活性基团进行相互作用的同时，石墨烯的二层结构与碳纳米管形成的复合导电网络，在两种碳介质的协同作用下，有效缓冲充放电过程中脱嵌锂引起的体积变化，缩短锂离子与电子传输的距离，进一步提升电池循环性能。
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1.一种高附着力涂炭集流体涂料，其特征在于，所述高附着力涂炭集流体涂料包括自制粘结剂、导电剂、氮甲基吡咯烷酮和钛酸锂；所述自制粘结剂为改性酚醛树脂；所述导电剂为复合导电剂。
2.根据权利要求1所述的一种高附着力涂炭集流体涂料，其特征在于，所述改性酚醛树脂是邻甲苯胺酚醛树脂与端羧基超支化聚酯反应制得。
3.根据权利要求2所述的一种高附着力涂炭集流体涂料，其特征在于，所述邻甲苯胺酚醛树脂是苯酚、甲醛和邻苯甲胺反应制得；所述端羧基超支化聚酯是以偏三苯酸酐为核，聚己内酯二元醇和三聚氰胺为接枝单体制得。
4.根据权利要求1所述的一种高附着力涂炭集流体涂料，其特征在于，所述复合导电剂是复合石墨烯与包覆碳纳米管混合制得。
5.根据权利要求4所述的一种高附着力涂炭集流体涂料，其特征在于，所述复合石墨烯是氧化石墨烯与磺化石墨烯混合后，与咪唑离子液体反应制得；所述包覆碳纳米管是用磺化聚醚醚酮包覆碳纳米管制得。
6.一种高附着力涂炭集流体涂料，其特征在于，所述高附着力涂炭集流体涂料的制备方法，包括以下具体步骤：
7.根据权利要求6
8.根据权利要求6所述的一种高附着力涂炭集流体涂料的制备方法，其特征在于，上述步骤（1）中：端羧基超支化聚酯的制备方法为：将偏三苯酸酐、聚己内酯二元醇、三聚氰胺和N,N-二甲基甲酰胺按质量比2~3:1:1~2:50混合，搅拌均匀后升温至100~102℃，反应3~6h后，再加入三聚氰胺质量2~3倍的偏三苯酸酐、三聚氰胺质量20~30倍的二甲苯和三聚氰胺质量0.02~0.04倍的对苯甲磺酸，升温至142~145℃，反应2~4h，制得端羧基超支化聚酯。
9.根据权利要求6所述的一种高附着力涂炭集流体涂料的制备方法，其特征在于，上述步骤（2）中：磺化聚醚醚酮的制备方法为：将聚醚醚酮和浓硫酸按质量比1:20~30混合，搅拌均匀后升温至40~45℃，反应6~8h，用冰水沉淀并过滤，再用去离子水洗涤3~5次，最后在70~80℃下干燥6~8h，再在100~110℃下干燥24h，制得磺化聚醚醚酮。
10.根据权利要求6所述的一种高附着力涂炭集流体涂料的制备方法，其特征在于，上述步骤（3）中：磺化石墨烯的制备方法为：将氧化石墨烯、磺胺酸、硫酸和亚硝酸钠按质量比1:6~10:8:20混恶化，置于冰浴下，保温1~3h，升温至65~75℃，保温10~14h，离子并用去离子水洗涤8~10次，干燥，制得磺化石墨烯。
...【技术特征摘要】
1.一种高附着力涂炭集流体涂料，其特征在于，所述高附着力涂炭集流体涂料包括自制粘结剂、导电剂、氮甲基吡咯烷酮和钛酸锂；所述自制粘结剂为改性酚醛树脂；所述导电剂为复合导电剂。
2.根据权利要求1所述的一种高附着力涂炭集流体涂料，其特征在于，所述改性酚醛树脂是邻甲苯胺酚醛树脂与端羧基超支化聚酯反应制得。
3.根据权利要求2所述的一种高附着力涂炭集流体涂料，其特征在于，所述邻甲苯胺酚醛树脂是苯酚、甲醛和邻苯甲胺反应制得；所述端羧基超支化聚酯是以偏三苯酸酐为核，聚己内酯二元醇和三聚氰胺为接枝单体制得。
4.根据权利要求1所述的一种高附着力涂炭集流体涂料，其特征在于，所述复合导电剂是复合石墨烯与包覆碳纳米管混合制得。
5.根据权利要求4所述的一种高附着力涂炭集流体涂料，其特征在于，所述复合石墨烯是氧化石墨烯与磺化石墨烯混合后，与咪唑离子液体反应制得；所述包覆碳纳米管是用磺化聚醚醚酮包覆碳纳米管制得。
6.一种高附着力涂炭集流体涂料，其特征在于，所述高附着力涂炭集流体涂料的制备方法，包括以下具体步骤：
7.根据权利要求6所述的一种高附着力涂炭集流体涂料的制备方法，其特征在于，上述步骤（1）中：邻甲苯胺酚醛树脂的制备方法为：将苯酚、甲醛和氢氧化钡按质量比0.7~1:1.2:0.04混合，搅拌均匀后升温至62~66℃，反应1~2h后，升温至72~76℃，继续反应1~2h，升温至82~86℃后，反应...
【专利技术属性】
技术研发人员：沈晓宇，戴兴根，沈敏华，胡飞艳，贾廷平，王修雄，白亚婷，
申请(专利权)人：浙江东尼电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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