[发明专利]静电结合型水性粘结剂及其在锂离子电池中的应用

权利要求书

1.一种静电结合型水性粘结剂，由独立存在的组分A和组分B组成，其中：

组分A为含有磷酸基团的化合物和/或含有磷酸基团的化合物溶液；所述含有磷酸基团的化合物溶液的浓度为1-10wt%；

组分B为含有氨基基团的化合物和/或含有氨基基团的化合物溶液；所述含有氨基基团的化合物溶液的浓度为1-10wt%；

使用时，组分A和组分B根据所述含有磷酸基团的化合物和所述含有氨基基团的化合物的质量比为0.5:1-2:1进行混合，当组分A和/或组分B为化合物时，混合时化合物需配制成浓度为1-10wt%的溶液再混合；

其中，所述含有磷酸基团的化合物选自多聚磷酸和植酸中的一种或两种；所述含有氨基基团的化合物选自丝素蛋白、胶原蛋白、大豆蛋白和牛血清白蛋白中的至少一种。

2.根据权利要求1所述的静电结合型水性粘结剂，其特征在于，所述含有磷酸基团的化合物为多聚磷酸，所述含有氨基基团的化合物为丝素蛋白。

3.根据权利要求2所述的静电结合型水性粘结剂的制备方法，包括如下步骤：

（1）将蚕茧按固液比10-50 g/L加入浓度为4-10 g/L的碳酸钠溶液中，加热至80-100℃保持1-2h，过滤取滤渣干燥，得丝素；

（2）将丝素加入浓度为7-10 M的溴化锂溶液中，溶解后通过滤布过滤并用截留分子量为3.5-10kDa的透析膜透析得到浓度为1-10wt%的丝素蛋白溶液；

（3）取多聚磷酸，与丝素蛋白溶液各自独立分装，即得静电结合型水性粘结剂，使用时根据多聚磷酸和丝素蛋白的质量比为0.5:1-2:1取多聚磷酸，然后将多聚磷酸加水配制成浓度为1-10wt%的多聚磷酸溶液，与丝素蛋白溶液进行混合即可；或者

取多聚磷酸，加水配制成浓度为1-10wt%的多聚磷酸溶液，与丝素蛋白溶液各自独立分装，即得静电结合型水性粘结剂，使用时根据多聚磷酸和丝素蛋白的质量比为0.5:1-2:1取多聚磷酸溶液和丝素蛋白溶液进行混合即可。

4.根据权利要求1-2任一项所述的静电结合型水性粘结剂在制备锂离子电池电极中的应用。

5.根据权利要求4所述的应用，其特征在于，所述电极为硫正极、钴酸锂正极、磷酸铁锂正极、钴锰酸锂三元正极、硅基负极或石墨类负极中的一种。

6.锂硫电池的硫正极，包括集流体和涂覆于该集流体上的正极材料，所述正极材料包括如下重量份数的组分：活性材料6-8份、导电剂1-4份和按固含量计算重量份数的粘结剂0.5-1.5份，其中，所述粘结剂为权利要求1-2任一项所述的静电结合型水性粘结剂。

7.根据权利要求6所述的硫正极，其特征在于，所述活性材料选自升华硫、Li₂S₂、Li₂S₄、Li₂S₆、Li₂S₈中的至少一种；所述导电剂选自乙炔黑、导电石墨、Super P、科琴黑、碳纳米管中的至少一种；所述集流体选自铜箔、铝箔、泡沫铜、镀有铜的无纺布、泡沫镍、镀有镍的无纺布中的一种。

8.根据权利要求6或7所述的硫正极的制备方法，包括如下步骤：

（1）将含有磷酸基团的化合物溶液、含有氨基基团的化合物溶液、活性材料和导电剂球磨混合，得电极浆料；

（2）将电极浆料涂覆于集流体上，干燥，然后制成极片，即得硫正极。

9.锂硫电池，其特征在于，包括权利要求6或7所述的硫正极。