[发明专利]一种二次电池用水性聚酰亚胺基复合粘结剂及其制备方法

说明书

本发明涉及一种聚酰亚胺基复合粘结剂(IPC分类号：H01M4/1391)，尤其涉及一种二次电池用水性聚酰亚胺基复合粘结剂及其制备方法。本发明的制备的水性聚酰亚胺基复合粘结剂主要包括聚酰亚胺粘结剂40～60份和环氧树脂粘结剂20～40份。本申请专利制备得到的二次电池用水性聚酰亚胺基复合粘结剂具有较高的导电性，剥离强度可达8.7N/m，充分发挥活性材料的性能，电池内阻值更小。

技术领域

本发明涉及一种聚酰亚胺基复合粘结剂，尤其涉及一种二次电池用水性聚酰亚胺基复合粘结剂及其制备方法。

背景技术

二次电池由于其较高的能量密度和倍率特性，广泛的应用于便携式电子产品。随着应用范围逐渐扩展到电动汽车、航空航天等高储能领域，对作为一种优选的方案提高二次电池的能量密度和安全稳定性提出了更高的要求。粘结剂在锂离子电池电极组成中虽然占比较少，但是对电池性能却具有非常重要的影响，粘结剂性能的优劣直接影响电池的容量、寿命及安全性，在二次电池使用过程中可提高二次电池粘结剂在电解液中的尺寸稳定，粘结牢度，充放电循环寿命等性能。目前已经商业化的粘结剂主要是聚偏氟乙烯，聚偏氟乙烯具有出色的粘合力，吸收电解质的能力，较好的化学和电化学稳定性。但是其熔点低，热稳定性差，在高温工作环境下容易与金属锂反应，导致安全隐患。

专利申请CN110919207A公开了一种基于聚酰亚胺粘结剂的共混物的硅负极复合粘结剂，从而形成了具有良好循环性能的高能量密度电池，但是在此专利中的粘结剂的成分组成和配比要求相对比较复杂，未能很好的解决了硅负极材料对粘结剂的功能需求。

发明内容

为了解决上述问题，本申请制备了一种二次电池用水性聚酰亚胺基复合粘结剂，具有较高的导电性，剥离强度可达8.7N/m，充分发挥活性材料的性能，电池内阻值更小。

本发明第一方面提供了水性聚酰亚胺基复合粘结剂，按重量份计，原料主要包括聚酰亚胺粘结剂40～60份和环氧树脂粘结剂20～40份。

作为一种优选的方案，所述聚酰亚胺粘结剂的制备方法，其步骤包括：

(1)在氮气保护下，将乙酸酐和三氨基苯加入到极性非质子溶剂中，11～21℃搅拌2～6h，得到酸酐为端基的分子链的混合物；

(2)然后将脂环族二胺加入步骤(1)的混合物中，搅拌2～3h，加入脂环族二酐，继续搅拌3～1h，得到聚酰胺酸溶液A；

(3)然后向步骤(2)中的聚酰胺酸溶液A中加入巯基乙酸及其衍生物，室温下搅拌反应，得到聚酰胺酸溶液B；

(4)向步骤(3)的聚酰胺酸溶液B加入乙酸酐，加热，脱去有机胺，得到聚酰亚胺粘结剂。

作为一种优选的方案，所述乙酸酐，三氨基苯的摩尔比为(1.91～2.01)：1。

作为一种优选的方案，所述脂环族二胺，酸酐为端基的分子链的混合物的重量比为(2～3)：1。

作为一种优选的方案，所述极性非质子溶剂为N-甲基吡咯烷酮、二甲基乙酰胺、N，N-二甲基甲酰胺一种或多种。

作为一种优选的方案，所述极性非质子溶剂为N-甲基吡咯烷酮。

作为一种优选的方案，所述脂环族二胺的分子量小于100。

作为一种优选的方案，所述脂环族二胺的溶解度大于0.1g/L，21℃。

作为一种优选的方案，所述脂环族二胺为的一种或多种。

作为一种优选的方案，所述脂环族二胺为(CAS号：2149-93-1)。

作为一种优选的方案，所述脂环族二酐为的一种或多种。

作为一种优选的方案，所述脂环族二酐为(CAS：4411-87-6)，(CAS：1719-83-1)的混合物；