[发明专利]导电水性粘结剂及其制备方法、锂离子电池

权利要求书

1.一种导电水性粘结剂，其特征在于，所述导电水性粘结剂包括石墨烯、碳纳米管、交联聚合物以及多价金属离子水溶性盐溶液，其中，所述石墨烯与所述碳纳米管分别与所述交联聚合物通过化学键键合形成三维导电网络结构，所述交联聚合物与所述多价金属离子水溶性盐溶液交联形成三维粘结网络结构；

其中，所述导电水性粘结剂中，所述交联聚合物的质量百分比含量为5-50％，所述石墨烯的质量百分比含量为0.1-5％，所述碳纳米管质量百分比含量为0.3-15％，所述多价金属离子水溶性盐与所述交联聚合物质量比为a，其中，0<a<0.5。

2.根据权利要求1所述的导电水性粘结剂，其特征在于，所述石墨烯和所述碳纳米管为表面含有羟基、羧基以及氯酰基中的至少一种的石墨烯和碳纳米管；所述交联聚合物为海藻酸钠以及海藻酸钾中的至少一种；所述多价金属离子水溶性盐溶液为Ca²⁺、Al³⁺、Ba²⁺、Zn²⁺、Fe³⁺、Cu²⁺水溶性盐溶液中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的导电水性粘结剂，其特征在于，所述碳纳米管为单壁碳纳米管、双壁碳纳米管、多壁碳纳米管以及束型碳纳米管中的至少一种；其中，所述碳纳米管具有5-50nm的直径和30-100μm的长度；所述石墨烯的片层为单层和/或2-8层。

4.根据权利要求1所述的导电水性粘结剂，其特征在于，所述导电水性粘结剂的粘度为200-20000mPa.s。

5.一种导电水性粘结剂的制备方法，其特征在于，所述方法包括：

向交联聚合物中加入具有官能团的石墨烯和碳纳米管，混合形成导电聚合物，以使得所述石墨烯与所述碳纳米管分别与所述交联聚合物通过化学键键合形成三维导电网络结构；

往所述导电聚合物中加入多价金属离子水溶性盐溶液，搅拌交联反应以使得所述交联聚合物与所述多价金属离子水溶性盐溶液交联形成三维粘结网络结构，进而形成所述导电水性粘结剂；

其中，形成的所述导电水性粘结剂中，所述交联聚合物的质量百分比含量为5-50％，所述石墨烯的质量百分比含量为0.1-5％，所述碳纳米管质量百分比含量为0.3-15％，所述多价金属离子水溶性盐与所述交联聚合物质量比为a，其中，0<a<0.5。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述向交联聚合物中加入具有官能团的石墨烯和碳纳米管，混合形成导电聚合物之前，还包括：

对所述石墨烯和所述碳纳米管进行表面预处理，使所述石墨烯和所述碳纳米管表面含有羧基和羟基，然后通过亚硫酰氯作用使所述羧基被改性成为氯酰基，从而形成所述具有官能团的石墨烯和碳纳米管。

7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述交联聚合物为海藻酸钠以及海藻酸钾中的至少一种；所述多价金属离子水溶性盐溶液为Ca²⁺、Al³⁺、Ba²⁺、Zn²⁺、Fe³⁺、Cu²⁺水溶性盐溶液中的至少一种。

8.一种锂离子电池，其特征在于，所述锂离子电池由锂离子电池负极极片、正极极片、隔膜、电解液以及外壳组成，其中，所述锂离子电池负极极片是由权利要求1-4任一项所述的导电水性粘结剂与负极活性物质混合配置的浆料经涂布并烘干形成。

9.根据权利要求8所述的锂离子电池，其特征在于，所述浆料中，所述导电水性粘结剂的质量为所述浆料固体总质量的0.5-10％。