[发明专利]一种聚酰亚胺粘结剂及其制备方法、应用

说明书

一种聚酰亚胺粘结剂及其制备方法、应用。发明公开了一种聚酰亚胺粘结剂，其原料包括：三胺单体、二酐单体、己二酸和尿素共聚物。本发明还公开了上述聚酰亚胺粘结剂的制备方法，包括如下步骤：在惰性气体氛围中，取三胺单体、二酐单体在有机溶剂中进行反应，然后加入己二酸和尿素共聚物继续反应得到聚酰胺酸溶液，然后去除溶剂，亚胺化得到聚酰亚胺粘结剂。本发明还公开了上述聚酰亚胺粘结剂在硅碳负极材料中的应用。本发明具有良好的韧性和粘结性能，可以改善硅碳负极材料在充放电过程中体积变化大的问题，提高硅碳负极材料的电化学性能。

技术领域

本发明涉及粘结剂技术领域，尤其涉及一种聚酰亚胺粘结剂及其制备方法、应用。

背景技术

锂离子电池具有高能量密度、自放电率低，循环寿命长等优点，被广泛应用于各类电子产品。目前，硅作为锂离子电池负极材料之一，因其高电荷容量而受到越来越多的关注。然而，硅碳负极的高体积膨胀往往导致倍率性能较差和循序寿命较短，阻碍了锂离子电池硅碳负极的应用。

发明内容

基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种聚酰亚胺粘结剂及其制备方法、应用，本发明具有良好的韧性和粘结性能，可以改善硅碳负极材料在充放电过程中体积变化大的问题，提高硅碳负极材料的电化学性能。

本发明提出了一种聚酰亚胺粘结剂，其原料包括：三胺单体、二酐单体、己二酸和尿素共聚物。

优选地，三胺单体、二酐单体的摩尔比为1:1.6-1.8。

优选地，己二酸和尿素共聚物的用量为三胺单体和二酐单体总重的5-10wt％。

优选地，己二酸与尿素的摩尔比为1:1.9-2.1。

优选地，己二酸和尿素共聚物的重均分子量为800-1000。

优选地，在己二酸和尿素共聚物的制备过程中，取己二酸与尿素在惰性气体氛围中，进行反应得到己二酸和尿素共聚物。

优选地，在己二酸和尿素共聚物的制备过程中，反应温度为140-160℃。

优选地，在己二酸和尿素共聚物的制备过程中，反应时间为3-4h。

优选地，在己二酸和尿素共聚物的制备过程中，反应溶剂为N-甲基吡咯烷酮。

优选地，三胺单体为1,3,5-三(4-氨基苯氧基)苯或1,3,5-三(4-氨-2-三氟甲基苯氧基)苯。

优选地，二酐单体为2,2’-双[4-(3,4-二羧基苯氧基)苯基]丙烷二酐。

本发明还提出上述聚酰亚胺粘结剂的制备方法，包括如下步骤：在惰性气体氛围中，取三胺单体、二酐单体在有机溶剂中进行反应，然后加入己二酸和尿素共聚物继续反应得到聚酰胺酸溶液，然后去除溶剂，亚胺化得到聚酰亚胺粘结剂。

优选地，三胺单体、二酐单体在有机溶剂中，于室温反应4-6h。

优选地，加入己二酸和尿素共聚物，于室温继续反应2-3h。

优选地，亚胺化的温度为210-230℃。

优选地，有机溶剂为N-甲基吡咯烷酮、二甲基乙酰胺、N,N-二甲基甲酰胺中的至少一种。

本发明还提出上述聚酰亚胺粘结剂在硅碳负极材料中的应用。

有益效果：

本发明选用三胺单体与二酐单体反应，使得聚酰亚胺形成网状结构，调节己二酸和尿素的摩尔比，使得己二酸和尿素共聚物被氨基封端，然后参与反应，在聚酰亚胺中引入多个氨基，并且己二酸和尿素共聚物的长链段可以进一步提高网状结构的复杂度；