[发明专利]一种具有双交联网络结构的粘结剂及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种具有双交联网络结构的粘结剂的制备方法，其特征在于，在0~40°C的温度条件下，将海藻酸钠、金属化合物、BPEI和共价交联剂在溶剂中按预设比例混合溶解形成具有双交联网络结构的粘结剂溶液，粘结剂溶液中的溶质即为粘结剂，其中，加料次序满足：金属化合物、BPEI和共价交联剂同时与海藻酸钠接触，或者BPEI先与海藻酸钠接触30min以内后，金属化合物和共价交联剂再与海藻酸钠接触，或者BPEI和共价交联剂先与海藻酸钠接触30min以内后，金属化合物再与海藻酸钠接触；

金属化合物为在所述溶剂中能够电离出可与海藻酸钠进行络合的金属离子的化合物；共价交联剂为在所述0~40°C的温度条件下能够与BPEI产生共价交联，且共价交联速度低于海藻酸钠与BPEI形成离子键和氢键的速度的交联剂；

海藻酸钠与金属化合物中的金属离子的比例为100g:0.005~0.02mol；海藻酸钠与BPEI的质量比为90:10~60:40；共价交联剂的加入量为海藻酸钠与BPEI总加入量的3~8wt%。

2.根据权利要求1所述的一种具有双交联网络结构的粘结剂的制备方法，其特征在于，金属离子为Ca²⁺、Cu²⁺、Al³⁺、Fe²⁺或Ni²⁺。

3.根据权利要求1所述的一种具有双交联网络结构的粘结剂的制备方法，其特征在于，BPEI的数均分子量为40000~80000g/mol。

4.根据权利要求1所述的一种具有双交联网络结构的粘结剂的制备方法，其特征在于，具体过程为：在0~40°C的温度条件下，向海藻酸钠溶液中同时加入BPEI、金属化合物溶液和共价交联剂搅拌均匀得到粘结剂溶液。

5.根据权利要求1所述的一种具有双交联网络结构的粘结剂的制备方法，其特征在于，具体过程为：在0~40°C的温度条件下，向海藻酸钠溶液中先加入BPEI搅拌5~30min，再加入金属化合物溶液和共价交联剂搅拌均匀得到粘结剂溶液。

6.根据权利要求1所述的一种具有双交联网络结构的粘结剂的制备方法，其特征在于，具体过程为：在0~40°C的温度条件下，向海藻酸钠溶液中先加入BPEI和共价交联剂搅拌5~30min，再加入金属化合物溶液搅拌均匀得到粘结剂溶液。

7.根据权利要求4~6任一项所述的一种具有双交联网络结构的粘结剂的制备方法，其特征在于，海藻酸钠溶液和金属化合物溶液中的溶剂都为水。

8.采用权利要求1~7任一项所述的具有双交联网络结构的粘结剂的制备方法制备的粘结剂，其特征在于，由海藻酸钠、金属离子、BPEI和共价交联剂构成，海藻酸钠分子链之间以金属离子为交联节点彼此缠绕形成第一层网络结构，BPEI受限在第一层网络结构的网格中，并与海藻酸钠主要以离子键连接，从而附着在第一层网络结构之上形成第二层附着层，第二层附着层中的BPEI之间通过共价交联剂互相共价键交联形成第二层网络结构。

9.一种硅负极，由铜箔以及涂覆在其表面的粘结剂、硅纳米颗粒和导电剂的混合物组成，其特征在于，所述粘结剂采用如权利要求8所述的粘结剂。

10.根据权利要求9所述的一种硅负极，其特征在于，所述硅负极的撕揭力为0.82~1.29N/mm；包含所述硅负极的半电池在经过100次充放电之后，负极比容量为初始比容量的74.6~91.7%。