[发明专利]负极粘结剂及其制备方法、负极片的制备方法、锂离子电池

权利要求书

1.一种负极粘结剂的制备方法，其特征在于，所述负极粘结剂为具有核壳结构的有机无机复合乳液，其包括有机内核和无机外壳，所述无机外壳包覆在所述有机内核外部，所述有机内核为丁苯共聚乳液，所述无机外壳为改性的水合氧化物溶胶和少量有机物的混合物，所述改性的水合氧化物溶胶为硅溶胶、铝溶胶、钛溶胶和锆溶胶中的一种或多种；

所述负极粘结剂的制备方法包括以下步骤：

S1:以丁二烯、苯乙烯和功能性单体组成单体A，丁二烯与苯乙烯的质量比范围为1：10～1：1，所述功能性单体占单体A质量的0%～20%，将用量为单体A质量的0.01～1%的引发剂、用量为单体A质量的0.05～3.5%的乳化剂以及单体A，一起加入到去离子水中搅拌进行自由基共聚合反应，聚合反应温度为40～90℃，聚合反应压力为0.3～1.2MPa，聚合反应时间为2～12小时，得到丁苯共聚乳液，即获得制备有机内核的材料；

S2：将水合氧化物溶胶和硅烷偶联剂进行反应，硅烷偶联剂的用量为水合氧化物溶胶固体质量的1%～15%，反应温度为40～80℃，反应时间为4～12小时，得到改性的水合氧化物溶胶；

S3：以丁二烯和苯乙烯组成单体B，丁二烯与苯乙烯的质量比范围为1：10～1：2，将用量为单体B质量的0.01～1%的引发剂、用量为单体B质量的0.05～3.5%的乳化剂、单体B以及所述改性的水合氧化物溶胶一起加入到去离子水中搅拌，得到预乳化液C；

S4：将所述预乳化液C加入到步骤S1的丁苯共聚乳液中，在40-90℃下持续搅拌反应2～12小时，得到具有核壳结构的有机无机复合乳液，即负极粘结剂。

2.如权利要求1所述的负极粘结剂的制备方法，其特征在于，所述负极粘结剂的粒径范围为100-1000nm，所述负极粘结剂的粘度范围为10-1000mPa.s。

3.如权利要求1所述的负极粘结剂的制备方法，其特征在于，所述无机外壳中的改性的水合氧化物溶胶的质量占所述负极粘结剂总质量的5%-20%。

4.如权利要求1所述的负极粘结剂的制备方法，其特征在于：单体A与单体B的质量之和与改性的水合氧化物溶胶的质量之比为19：1～4：1；改性的水合氧化物溶胶质量与单体B的质量之比为15：1～5：1。

5.如权利要求1所述的负极粘结剂的制备方法，其特征在于，所述改性的水合氧化物溶胶为钠型，其粒径范围为10-200nm。

6.如权利要求1所述的负极粘结剂的制备方法，其特征在于，所述引发剂为过硫酸铵、过硫酸钾、过硫酸钠、偶氮二异丁氰、偶氮二异丁咪唑啉盐酸盐和偶氮二异丙基咪唑啉盐酸盐中的一种或多种。

7.如权利要求1所述负极粘结剂的制备方法，其特征在于，所述功能性单体为丙烯酸、甲基丙烯酸、马来酸、富马酸、衣康酸、丙烯腈、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸异丁酯、丙烯酸-2-乙基己酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸-2-乙基己酯和甲基丙烯酸C₈～C₁₆烷基酯中的一种或多种。

8.如权利要求1所述负极粘结剂的制备方法，其特征在于，所述乳化剂为烷基硫酸盐、烷基酚聚氧乙烯醚、歧化松香酸钾和失水山梨醇脂肪酸酯中的一种或多种。

9.如权利要求1所述的负极粘结剂的制备方法，其特征在于，所述硅烷偶联剂的分子式为Y-(CH₂)_k-Si(OR)₃，其中，0≤k≤4，Y为乙烯基、氨基、环氧基、甲基丙烯酰氧基、巯基和脲基中的一种或多种，R为氯基、甲基、乙基和乙酰基中的一种或多种。