[发明专利]一种聚丙烯酸负极粘结剂与高硅负极极片的制备方法

权利要求书

1.一种聚丙烯酸负极粘结剂，其特征在于，所述聚丙烯酸负极粘结剂包括接枝有硝基苄酯的聚丙烯酸负极粘结剂与氨基改性的聚丙烯酸负极粘结剂，接枝有硝基苄酯的聚丙烯酸负极粘结剂与氨基改性的聚丙烯酸负极粘结剂的质量比为0.3～5：1。

2.根据权利要求1所述的一种聚丙烯酸负极粘结剂，其特征在于，所述接枝有硝基苄酯的聚丙烯酸负极粘结剂为PAA与硝基苄酯分子NB通过酰胺化反应实现接枝，制备方法为：

S1.将PAA与NB加入装有DMSO溶剂的烧瓶中常温溶解；

S2.溶解后，加入N-羟基琥珀酰亚胺和1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳化二亚胺盐酸盐，在常温下溶解；

S3.将反应体系在40℃下搅拌，24h后将混合物用去离子水透析，稀释，将pH调至中性，即可得到接枝有硝基苄酯的聚丙烯酸负极粘结剂。

3.根据权利要求2所述的一种聚丙烯酸负极粘结剂，其特征在于，所述硝基苄酯分子NB可在200-400nm紫外光照下发生光裂解，光裂解后，聚丙烯酸侧链将会有醛基裸露，硝基苄酯分子NB的结构式如下：

其中，R₁为聚丙烯酸链，R₂包括羟甲基、醚键、酯键或羰基的烷烃、烯烃、炔烃短链或长链，R₃包括羟甲基、醚键、酯键或羰基的烷烃、烯烃、炔烃短链或长链。

4.根据权利要求1所述的一种聚丙烯酸负极粘结剂，其特征在于，氨基改性的聚丙烯酸负极粘结剂是通过水合肼将PAA氨基化，结构为：

n为链段数,可调节n的量使其占总链段数的0-90％。

5.根据权利要求4所述的一种聚丙烯酸负极粘结剂，其特征在于，所述氨基改性的聚丙烯酸负极粘结剂制备过程包括下述步骤：

1)将PAA和过量水合肼加入烧瓶中，常温下静置，通过调节反应时间控制改性率；

2)反应后，通过旋蒸得到APAA，溶于水得到APAA胶液，将pH调至中性，得到氨基改性的聚丙烯酸负极粘结剂；APAA负极粘结剂氨基改性率在0-90％范围内。

6.根据权利要求1所述的一种聚丙烯酸负极粘结剂，其特征在于，所述聚丙烯酸负极粘结剂的主链由丙烯酸或者与其他单体共聚得到，共聚的单体包括丙烯酸、丙烯腈、丙烯酸酯、丁二烯、乙烯醇中的一种或几种，聚合物重均分子量M_w为50-500万。

7.一种高硅负极极片的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：

a)将权利要求1-6任一项所述的聚丙烯酸负极粘结剂与溶剂避光混合均匀，得到胶液；

b)将导电剂加入到步骤a)的胶液中混合均匀，得到导电胶液；

c)将负极活性材料分两次及以上加入到步骤b)得到的导电胶液中，搅拌均匀，调整粘度以及固含量，得到混合料；

d)将丁苯橡胶、苯丙橡胶、聚酰亚胺、改性聚丙烯酸、聚丙烯酸酯中一种或多种作为第三粘结剂加入步骤c)的混合料中，搅拌均匀，得到高硅含量负极浆料；

e)步骤d)的高硅含量负极浆料涂布在集流体上时，在烘道中加入紫外光照射一段时间，再烘烤干燥后得到高硅负极极片。

8.根据权利要求7所述的一种高硅负极极片的制备方法，其特征在于，所述负极活性材料为纳米硅、氧化亚硅或碳化硅与石墨的复合材料，其中纳米硅、氧化亚硅或碳化硅在负极极片中的质量分数为10-30％，其中石墨材料为人造石墨、改性天然石墨、硬碳、中间相碳微球材料中的任意一种或至少两种的组合；所述导电剂为导电炭黑、乙炔黑、科琴黑、碳纤维、碳纳米管、石墨烯中的至少一种，在负极极片中的质量分数为0-4％且不包括0。

9.根据权利要求7所述的一种高硅负极极片的制备方法，其特征在于，接枝有硝基苄酯的聚丙烯酸负极粘结剂与氨基改性的聚丙烯酸负极粘结剂在负极极片中的质量分数为3-10％，丁苯橡胶、苯丙、聚酰亚胺、改性聚丙烯酸、聚丙烯酸酯中一种或多种粘结剂在负极极片中的质量分数为1-5％。

10.根据权利要求7所述的一种高硅负极极片的制备方法，其特征在于，步骤d)中，高硅含量负极浆料的固含量为40-70wt％，粘度为1000-10000mPa.s；步骤e)中，在干燥时加以紫外光照射制得，照射时间为5-20min。