[发明专利]一种改性丁苯橡胶型负极粘结剂

说明书

本发明公开了一种改性丁苯橡胶型负极粘结剂，其特征在于，所述粘结剂为改性丁苯橡胶，所述改性丁苯橡胶的制备方法包括下述步骤：S1、将丁苯橡胶与丙烯酸混合搅拌后进行辐照，得到辐照产物；S2、将辐照产物与氢氧化钠混合搅拌，洗涤后得到改性丁苯橡胶。本发明还公开了由所述改性丁苯橡胶型负极粘结剂制备的硅基负极材料以及其制备方法。本发明的负极粘结剂能够提高负极材料的长循环性和锂离子电池的首次库伦效率。

技术领域

本发明涉及负极粘结剂，具体涉及一种改性丁苯橡胶型负极粘结剂。

背景技术

近年来，为了发展高能量密度的可充电锂离子电池，大量的工作集中在硅基负极材料上，原因是硅超高的理论容量(4200mAh/g)，然而由于在脱嵌锂的过程中伴随很大的体积效应导致硅颗粒的粉化，进而导致硅颗粒与导电剂之间失去电接触，破坏了整个电极结构，从而造成了容量的衰减和差的循环性能。

解决所述问题的有效办法是寻找一款合适的粘结剂，常见粘结剂的有PAA、CMC/SBR、海藻酸钠、壳聚糖、PI、PAI等，其中SBR型的粘结剂因在体系中的添加量少、与活性物质和集流体之间的粘结力强而被广泛应用在低容量的硅基负极体系中。纯的SBR由于表面缺乏足够多的官能团，与活性物质、导电剂和集流体之间的相互作用力差，因此需要对其进行改性。

发明内容

基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种改性丁苯橡胶型负极粘结剂，以实现提高负极材料的长循环性和锂离子电池的首次库伦效率的目的。

本发明提出的一种改性丁苯橡胶型负极粘结剂，所述粘结剂为改性丁苯橡胶，所述改性丁苯橡胶的制备方法包括下述步骤：

S1、将丁苯橡胶与丙烯酸混合磁力搅拌，体系通氮除氧密封后进行辐照，得到辐照产物；

S2、将辐照产物与氢氧化钠混合搅拌，洗涤后得到改性丁苯橡胶。

优选地，S1中，将丁苯橡胶乳液与丙烯酸单体混合搅拌，体系通氮除氧密封后置于γ射线下进行辐照，得到辐照产物。

优选地，所述丁苯橡胶乳液的浓度为5-20wt％。

优选地，S1中，丙烯酸与丁苯橡胶的重量比为1：5-100。

优选地，S1中，辐照的剂量率为1.0-2.5kGy/h，时间为15-30h。

优选地，S2中，将辐照产物与氢氧化钠溶液混合搅拌，依次用水和乙醇分别离心洗涤后得到改性丁苯橡胶。

优选地，所述氢氧化钠溶液的浓度为5-20wt％。

优选地，所述丙烯酸与氢氧化钠的摩尔比为10：1-2。

优选地，所述搅拌的时间为1-3h。

本发明还公开了一种由所述改性丁苯橡胶型负极粘结剂制备的硅基负极材料。

优选地，所述硅基负极材料的制备方法包括下述步骤：

S1、将硅基/石墨复合材料与导电剂混合研磨后得到初混物；

S2、将初混物与增稠剂的溶液混合，一次搅拌，加入所述粘结剂，二次搅拌，得到硅基负极浆料；

S3、将硅基负极浆料涂布于铜箔上，烘干后得到硅基负极材料。

优选地，所述硅基/石墨复合材料、导电剂、增稠剂、粘结剂的重量比为80-95：1-10：0.5-3：1.5-6。

优选地，S1中，硅基/石墨复合材料中硅基材料的质量分数为3-35wt％。

优选地，S1中，硅基/石墨复合材料中硅基材料为碳化硅或一氧化硅。

优选地，S1中，研磨的时间为10-30min。