[发明专利]自愈型聚酰亚胺导电粘结剂及制备方法、电极片和锂电池

权利要求书

1.一种用于锂离子电池中的自愈型聚酰亚胺导电粘结剂，其特征在于，所述自愈型聚酰亚胺导电粘结剂的结构通式为：M:N＝5:1～3:1；聚合度M+N为100～5000的整数；R1、R3反应前分别为两种二胺单体，R2反应前为二酐单体；

其中，R1为具有含丰富氢键的柔性链段的二胺封端结构式，所述含丰富氢键的柔性链段具体包括：聚醚、聚硅氧烷中的一种或两种；所述R1反应前的单体包括：中的一种或多种，其中n为柔性链段的聚合度，n为1～500的整数；

R3为具有含可逆共价键自修复基团的二胺结构式，所述含可逆共价键自修复基团具体为含动态可逆共价键的二硫键或多硫键的官能团；

所述R3反应前的单体包括：

所述自愈型聚酰亚胺导电粘结剂含有共轭酰亚胺键和多硫键，共轭酰亚胺键和多硫键作为锂离子的嵌入和脱嵌位点，同时柔性链段作为锂离子的传导途径。

2.根据权利要求1所述的自愈型聚酰亚胺导电粘结剂，其特征在于，所述R2反应前的单体包括：均苯四酸二酐1,4,5,8-萘四甲酸二酐3,4,9,10-苝四甲酸二酐1,2,3,4-环丁烷四甲酸二酐双环(2.2.2)辛-7-烯-2,3,5,6-四甲酸二酐4,4'-(4,4'-异丙基二苯氧基)双(邻苯二甲酸酐)3,3',4,4'-二苯酮四甲酸二酐3,3',4,4'-联苯四甲酸二酐4,4'-氧双邻苯二甲酸酐3,3',4,4'-二苯砜四甲酸二酐2,2'-双(3,4-二羧基苯基)六氟丙烷二酐或者乙二醇双(苯偏三酸酐)中的一种或多种。

3.一种上述权利要求1或2所述的自愈型聚酰亚胺导电粘结剂的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：

在氮气保护下，将R1、R3反应前的两种二胺单体溶于有机溶剂中，在室温下搅拌溶解，得到第一溶液；其中，R1具有含丰富氢键的柔性链段的二胺封端结构式，所述含丰富氢键的柔性链段具体包括：聚醚、聚硅氧烷中的一种或两种；R3具有含可逆共价键自修复基团的二胺结构式，所述含可逆共价键自修复基团具体为含动态可逆共价键的二硫键或多硫键的官能团；

将R2反应前的二酐单体加入第一溶液中，继续在室温下搅拌反应12-24小时，得到前驱体聚酰胺酸溶液；其中，所加入的二酐单体的物质的量与R1、R3反应前的两种二胺单体的物质的量之和相同；

将所述前驱体聚酰胺酸溶液在不良溶剂析出沉淀，经洗涤、抽滤、干燥得到聚酰胺酸固体粉末；

将聚酰胺酸固体粉末溶解在适量的N-甲基吡咯烷酮溶剂中，得到聚酰胺酸粘结剂；

所述聚酰胺酸粘结剂通过极片涂布、辊压、热处理后，转变为自愈型聚酰亚胺导电粘结剂。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述有机溶剂为四氢呋喃、N-甲基吡咯烷酮、N，N-二甲基乙酰胺、N,N-二甲基甲酰胺中的一种或任几种的混合；

所述有机溶剂中两种二胺单体的比例按照最终得到的自愈型聚酰亚胺导电粘结剂的结构通式中R1:R3＝5:1～3:1设定；

所述自愈型聚酰亚胺导电粘结剂的结构通式为：M:N＝5:1～3:1；聚合度M+N为100～5000的整数。

5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述聚酰胺酸溶液的固含量为8wt％-12wt％；所述聚酰胺酸粘结剂的固含量为1wt％-20wt％。

6.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述不良溶剂包括去离子水、甲醇、乙醇、异丙醇、乙二醇、2-丁醇、环戊醇、环己醇或苯酚中的一种或几种。

7.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述干燥温度不高于150℃。

8.一种电极片，其特征在于，所述电极片为正极片或负极片，包括上述权利要求1或2所述的自愈型聚酰亚胺导电粘结剂。

9.一种锂离子电池，其特征在于，所述锂离子电池包括上述权利要求8所述的电极片。