[发明专利]一种锂电池阳极材料水性聚酰亚胺粘接剂及制备方法

说明书

本发明公开了一种锂电池阳极材料水性聚酰亚胺粘接剂及其制备方法，包括：(1)惰性气氛下，向反应釜中加入反应物，升温至固体完全溶解；(2)加入催化剂，升温反应至无二氧化碳放出；冷却，称量后兑入溶剂；(3)过滤得滤液；(4)称取步骤(3)得到的溶液，向其中滴加十二烷基苯磺酸锂溶液，搅拌混合；(5)将步骤(4)得到的混合液升温至65‑85℃，滴加去离子水；(6)称取步骤(5)得到的混合液，加入去离子水；(7)称取步骤(6)得到的溶液、磷酸亚铁锂和石墨烯，将磷酸亚铁锂、石墨烯依次加入溶液中，混合均匀后，加入去离子水调整粘度，本发明的优点在于，降低粘接剂对阳极材料电容量的影响，同时减少有机溶剂的使用量，降低污染。

技术领域

本发明属于电话学技术领域，具体涉及一种锂电池阳极材料水性聚酰亚胺粘接剂及制备方法。

背景技术

能源与人类社会的生存和发展息息相关，可持续发展是全体人类共同的愿望与奋斗目标。为了实现可持续发展，必须保护人类赖以生存的自然环境和自然资源。工信部针对一些国家已经制定了停止生产销售传统能源汽车的时间表，目前也启动了制定我国停止生产销售传统能源汽车的时间表。新能源和新能源材料是完成这项世界级重大决策的重要组成部分。。

作为储能设备的蓄电池，已经在人类的生产和生活中得到广泛的应用，但是随着电动交通工具、通讯技术、和信息产业化的迅速发展，以及当前对环境保护的更高要求，这就使得开发新一代在生产和使用过程都无污染、具有高能量密度、高功率密度、安全性能好、循环充放电性能好、相对低成本的新型绿色电池成为新能源领域发展的重要目标之一。

与传统电池相比，二次锂离子电池具有工作电压高、比能量大、充放电寿命长、自放电率低、循环性能好等优点。目前市场上的二次锂离子电池，所用的正极材料基本上有四大类：锂镍氧正极材料(LiNiO2)、锂猛氧正极材料 (LiMn2O4)、锂钴氧正极材料(LiCoO2)及最新发展的磷酸亚铁锂正极材料 (LiFePO4).在阳极生产过程中，需要将这些材料制成微米级至亚纳米级微粒，然后用粘结剂粘结在阳极薄片上，进一步制成阳极使用。

现有的粘结剂有两大类，一是溶剂型偏氯乙烯粘结剂，其中含有65-80％的有机溶剂，这些有机溶剂为：NN-二甲基吡咯烷酮，NN-二甲基甲酰胺，NN二甲基乙酰胺，以及醛、酮等有机溶剂，在粘结剂及阳极极片过程中，对生产工人身体有严重的危害，而且在产品干燥过程中大量的有机溶剂扩散到大气中，造成严重污染；二是水性明胶型粘结剂，由于明胶本身粘结力、韧性不佳，所以需要添加丁苯胶乳，增加韧性；添加聚氧乙烯增加粘结力，添加碳粉增加电导率。而添加剂的加入，导致阳极材料的电容量大幅度降低。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于：现有水性明胶型粘接剂加入各种添加剂导致阳极材料电容量降低。

本发明采用以下技术方案解决上述技术问题：

一种锂电池阳极材料水性聚酰亚胺粘接剂的制备方法，包括以下步骤：(1) 惰性气氛下，向反应釜中加入NN-二甲基乙酰胺、二元酸酐和异佛尔酮二异氰酸酯，加热体系温度至50-60℃，至固体完全溶解；所述二元酸酐与二异氰酸酯的摩尔比为1:1；

(2)向反应釜中加入有机银催化剂，升温反应至无二氧化碳放出时停止；冷却至60-80℃，称量后兑入NN-二甲基乙酰胺；

(3)过滤得到固含量为14％-16％聚酰亚胺树脂溶液；

(4)称取步骤(3)得到的聚酰亚胺树脂溶液，向其中滴加十二烷基苯磺酸锂溶液，搅拌混合，所述十二烷基苯磺酸锂溶液的浓度为35-40％，PH为12-12.5；十二烷基苯磺酸锂溶液的用量为聚酰亚胺树脂溶液的15％-18％。

(5)将步骤(4)得到的混合液升温至65-85℃，在搅拌的同时滴加去离子水；

(6)称取步骤(5)得到的混合液，搅拌的同时加入去离子水，得到固含量为1％-2％的聚酰亚胺透明溶液；