[发明专利]一种含正极材料的导电树脂的制备方法

说明书

本发明公开了一种含正极材料的导电树脂制备方法，具体来说是一种通过三相悬浮聚合方法制备含有锂电池正极材料的高分子树脂制备工艺，该树脂还具有导电的特征。本发明的树脂能够用在锂电池中作为正极材料，也能够用于电渗析装置中作为电极对锂和其它金属元素进行分离。

技术领域

本发明公开了一种含正极材料的导电树脂制备方法，具体来说是一种通过三相悬浮聚合方法制备含有锂电池正极材料的高分子树脂制备工艺，该树脂还具有导电的特征。

背景技术

离子交换与吸附树脂是一种功能高分子材料，广泛应用在制药、食品、环境、冶金、水处理等行业。阳离子交换树脂是其中的一种，一般在树脂的骨架结构上含有磺酸基和羧基类功能基团。采用阳离子交换树脂对水中的阳离子进行交换，存在交换选择性的问题。通常情况下，在采用阳离子交换树脂对各种金属元素进行分离时，锂离子的选择性交换能力是较差的。

为了改善树脂对锂离子交换的选择性，通常采用功能化的特种树脂，一般有两类物质对锂离子有较好的交换或吸附选择性：一类是含冠醚结构的功能基团，如树脂带有12-冠-4醚结构，利用12-冠-4的空间结构络合锂离子；另一类是树脂中带有金属氧化物结构，利用金属氧化物的晶格对锂离子有较好的空间吸附作用。但这另类产品在工业化过程中均存在问题，冠醚类树脂选择性较好，但冠醚的合成成本较高，导致树脂的成本非常高，间接影响使用；另一类带金属氧化物类的树脂在用酸碱再生或氧化还原再生时，金属氧化物流失严重，导致树脂衰减较快，使用寿命较短。

在此背景下，本发明将正极材料和导电体聚合至树脂结构中，将树脂进行功能化，得到的聚合物树脂材料具有正极材料的特征，从而即可用作锂电池正极材料，也可以用在电渗析中作为电极使用。

发明内容

针对现有树脂材料对锂的吸附选择性差、使用寿命短的、污染严重的问题，本发明提供了一种含正极材料的导电树脂制备新工艺。

为了实现上述目的，本申请采取的技术手段如下：

一种含正极材料的导电树脂制备方法，具体步骤为：

1)在单体和交联剂中，加入引发剂和交联剂，混合均匀；

2)在步骤1)制备的混合物中，加入正极材料粉末和导电体粉末，混合均匀，制成分散相；

3)将步骤2)制备的分散相加入到含有分散剂的水溶液或盐溶液连续相中，搅拌，调整粒度，在50～120℃下，聚合1～20h，进行后处理，即得含正极材料的导电树脂。

所述的引发剂用量为单体和交联剂总重量0.1～5％；致孔剂用量为单体和交联剂总重量10～200％；正极材料粉末为单体和交联剂总重量10～200％；导电体材料粉末为单体和交联剂总重量5～100％；

所述的正极材料选自磷酸铁锂类、锰酸锂、钛酸锂类中的一种或几种组合；所述的磷酸铁锂类指Li_xFe_yMe_zPO₄，钛酸锂类指Li_xMe_yTi_zO₁₂，Me指金属元素。

优选正极材料粉末的粒径不超过5um、堆积密度不大于2g/cm³。

所述的导电体包括能在电流下传导电子的物质。金属或非金属，固态或液态的导电物质。

优选金属粉末、石墨粉、炭黑粉、半导体粉末；

更优选的是银粉、铜粉、铝粉、铁粉、石墨粉、炭黑粉中的一种或几种组合。

所选的导电体粉末粒径不超过5um、堆积密度不大于2g/cm³。更优选的导电体粒径小于 3um，堆积密度不大于1.5g/cm³。