一种壳聚糖基自修复聚合物粘结剂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供了一种壳聚糖基自修复聚合物粘结剂及其制备方法和在硅基负极中的应用。本发明专利技术以羧甲基壳聚糖和聚丙烯酸为原料，在溶剂中加热搅拌两者发生以离子键合为基础的交联反应，构建了具有稳定大分子结构的聚合物粘结剂，呈现优异的结构稳定性和宽的电化学窗口，同时还具有优异的自修复性能和离子导电性。合成工艺安全简便，环境友好，具备工业批量生产潜力，而且壳聚糖基自修复聚合物粘结剂中丰富的羧基基团与硅基负极材料表面羟基基团形成共价键合作用，形成了稳定的硅基负极界面，因此以该壳聚糖基自修复聚合物粘结剂制备的硅基负极具有活性物质占比高、载量高、比容量高、倍率性能好、以及循环稳定的优势。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及锂电池，具体涉及壳聚糖基自修复聚合物粘结剂及其制备方法，和作为粘结剂在硅基负极中的应用。

技术介绍

1、在锂离子电池的极片中粘结剂的主要作用是将活性物质、导电剂和集流体三者粘结在一起并保持导电网络结构的稳定。传统的粘结剂聚偏二氟乙烯（pvdf）与活性材料以范德华力结合，由于范德华力较弱难以承受较大的应力。其他常用粘结剂如cmc/sbr等往往由于高脆性、高刚度以及较低的延展性等较差的机械性能，无法承受活性材料在循环过程中的大体积变化。从而，造成了活性材料颗粒之间、及其与导电剂和集流体的物理阻断，产生容量衰减和跳水现象。而且，粘结剂会对锂离子的扩散存在阻碍作用，在界面产生高电荷传输阻抗，影响电池的循环寿命和安全性。

2、硅作为负极材料以自然界中储量丰富且高理论比容量(4200 mah g-1)被认为是最具前景的高能量密度锂离子电池负极材料，其电化学反应依赖于较为复杂的合金化过程，如公式(1)-(4)所示：

3、si (晶态) + x li+ + x e- →lixsi (非晶态)                (1)...

【技术保护点】

1.一种壳聚糖基自修复聚合物粘结剂，其特征在于，该粘结剂的组分是羧甲基壳聚糖与聚丙烯酸的交联反应产物，其结构如下：

2.一种权利要求1所述壳聚糖基自修复聚合物粘结剂的制备方法，其特征在于，由羧甲基壳聚糖与聚丙烯酸进行交联反应制备，制备工艺包括以下步骤：

3.根据权利要求2所述的壳聚糖基自修复聚合物粘结剂的制备方法，其特征在于，步骤(1)、(2)中所述溶剂为去离子水、N-甲基吡咯烷酮、N，N-二甲基甲酰胺、四氢呋喃中的任意一种。

4.根据权利要求2所述的壳聚糖基自修复聚合物粘结剂的制备方法，其特征在于，步骤(3)中所述加热搅拌为在60 ℃—80 ℃下搅拌...

【技术特征摘要】

1.一种壳聚糖基自修复聚合物粘结剂，其特征在于，该粘结剂的组分是羧甲基壳聚糖与聚丙烯酸的交联反应产物，其结构如下：

2.一种权利要求1所述壳聚糖基自修复聚合物粘结剂的制备方法，其特征在于，由羧甲基壳聚糖与聚丙烯酸进行交联反应制备，制备工艺包括以下步骤：

3.根据权利要求2所述的壳聚糖基自修复聚合物粘结剂的制备方法，其特征在于，步骤(1)、(2)中所述溶剂为去离子水、n-甲基吡咯烷酮、n，n-二甲基甲酰胺、四氢呋喃中的任意一种。

4.根据权利要求2所述的壳聚糖基自修复聚合物粘结剂的制备方法，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：连芳，叶宇宁，吕梦婷，庞博，
申请(专利权)人：北京科技大学，
类型：发明
国别省市：