[发明专利]粘合剂和负极组合物、其制备方法以及包含所述负极组合物的负极和锂离子电池

权利要求书

1.负极组合物，其特征在于，所述负极组合物包含硅基电极活性材料和基于所述负极组合物的总重量2至25％的粘合剂组合物，

所述粘合剂组合物包含：

a)含羧基的粘合剂，所述含羧基的粘合剂是聚丙烯酸；及

b)通过自由基聚合由式(1)的单体制得的硅烷耦联剂：

Y-(CH₂)_n-Si-X₃ (1)，其中

Y代表不可水解的烯键式不饱和基团，

X可以相同或不同，并且各自独立地代表羟基或选自以下组中的可水解基团：卤原子、烷氧基、醚基和甲硅烷氧基，

n代表0至6的整数，

其中所述硅烷耦联剂使所述含羧基的粘合剂交联，通过共价键形成3D粘合网络。

2.根据权利要求1所述的负极组合物，其特征在于，所述负极组合物包含基于所述负极组合物的总重量5至15％的粘合剂组合物。

3.根据权利要求1所述的负极组合物，其特征在于，Y代表选自以下组中的不可水解的烯键式不饱和基团：丙烯酰氧基、甲基丙烯酰氧基、乙烯基和丙烯基。

4.根据权利要求1所述的负极组合物，其特征在于，X各自独立地代表具有1至3个碳原子的烷氧基。

5.根据权利要求1所述的负极组合物，其特征在于，n代表0至3的整数。

6.根据权利要求1所述的负极组合物，其特征在于，所述单体选自以下组中：乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三(2-甲氧基乙氧基)硅烷和γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷。

7.根据权利要求1至6之一所述的负极组合物，其特征在于，所述硅烷耦联剂的分子量Mw为50,000至200,000。

8.根据权利要求7所述的负极组合物，其特征在于，所述硅烷耦联剂的分子量Mw为80,000至150,000。

9.根据权利要求1至6之一所述的负极组合物，其特征在于，基于所述含羧基的粘合剂的重量，所述硅烷耦联剂的含量为1至20％。

10.根据权利要求9所述的负极组合物，其特征在于，基于所述含羧基的粘合剂的重量，所述硅烷耦联剂的含量为2至10％。

11.根据权利要求9所述的负极组合物，其特征在于，基于所述含羧基的粘合剂的重量，所述硅烷耦联剂的含量为3至8％。

12.制备锂离子电池负极组合物的方法，其中将硅基电极活性材料与基于所述负极组合物的总重量2至25％的通过制备粘合剂组合物的方法制得的粘合剂组合物混合，

所述制备粘合剂组合物的方法包括以下步骤：

1)通过自由基聚合由式(1)的单体制备硅烷耦联剂：

Y-(CH₂)_n-Si-X₃ (1)，

其中

Y代表不可水解的烯键式不饱和基团，

X可以相同或不同，并且各自独立地代表羟基或选自以下组中的可水解基团：卤原子、烷氧基、醚基和甲硅烷氧基，

n代表0至6的整数；

2)将所述硅烷耦联剂与含羧基的粘合剂混合，获得所述粘合剂组合物，

其中所述含羧基的粘合剂是聚丙烯酸，

其中所述硅烷耦联剂使所述含羧基的粘合剂交联，通过共价键形成3D粘合网络。

13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，将硅基电极活性材料与基于所述负极组合物的总重量5至15％的通过制备粘合剂组合物的方法制得的粘合剂组合物混合。

14.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，Y代表选自以下组中的不可水解的烯键式不饱和基团：丙烯酰氧基、甲基丙烯酰氧基、乙烯基和丙烯基。