[发明专利]一种负极粘结剂用二胺交联型聚酰亚胺及其制备方法

说明书

本发明涉及C09D179/08领域，具体为一种负极粘结剂用二胺交联型聚酰亚胺及其制备方法，采用线型聚酰亚胺60‑100份，水100‑150份，二胺溶液30‑50份，从线型聚酰亚胺的制备出发，采用二胺对线型聚酰亚胺进行交联，使提供的二胺交联型聚酰亚胺具有较高的机械强度和较低的溶胀度，与硅基负极材料之间具有较强的结合作用，保证高电流密度充放电条件下循环性能，满足高容量硅基负极材料的实际使用需求，这具有很高的实际推广应用价值。

技术领域

本发明涉及C09D179/08领域，具体为一种负极粘结剂用二胺交联型聚酰亚胺及其制备方法。

背景技术

粘结剂是锂离子电池中一个重要的组成部分，其作用是将活性物质与导电剂粘合在一起并将其粘附于集流体上，使电子能够通过活性物质、导电剂和集流体流出或流向外电流。

传统的PVDF粘结剂由于其抗氧化还原能力强、热稳定性好、易于分散等优点而在锂离子电池中得到了广泛的应用。中国专利CN107004844A公开了一种含有PVDF粘结剂的预锂化的硅阳极，虽然一定程度延长了循环寿命，但是，其与硅颗粒之间较弱的范德华力不能缓冲充放电过程中巨大的体积膨胀效应，极易导致电极材料的粉化或从集流体上脱落，最终影响电极的电化学性能。聚酰亚胺虽然具有很好的机械性能、化学稳定性能、极低的介电常数和出色的热稳定性，目前被广泛应用于多种领域，但是现有的聚酰亚胺黏结剂在高容量硅基负极材料中难以直接使用，充放电过程会产生巨大的体积变化，极片难以保持完整性，从而导致高电流密度充放电条件下循环性能不佳；中国专利CN111777984A公开了一种磺化聚酰亚胺粘结剂、电极片及锂离子电池，虽然一定程度增强了锂离子电池的性能，但是磺化后的聚酰亚胺面临着在电解液中出现溶胀导致电池电化学性能变差。

因此，提供一种负极粘结剂用二胺交联型聚酰亚胺及其制备方法，以线型聚酰亚胺为主要原料，采用二胺对线型聚酰亚胺进行交联，使提供的二胺交联型聚酰亚胺具有较高的机械强度和较低的溶胀度，与硅基负极材料之间具有较强的结合作用，保证高电流密度充放电条件下循环性能，满足高容量硅基负极材料的实际使用需求，这具有很高的实际推广应用价值。

发明内容

本发明一方面提供了一种负极粘结剂用二胺交联型聚酰亚胺，按照重量份计，其制备原料至少包括：线型聚酰亚胺60-100份，水100-150份，二胺溶液30-50份。

作为一种优选的技术方案，按照重量份计，所述线型聚酰亚胺的制备原料至少包括二胺10-15份、二酐15-25份、封端剂3-6份、柔性化合物5-10、极性溶剂4-6份；

作为一种优选的技术方案，所述线性聚酰亚胺的制备方法至少包括以下步骤：

(1)将二胺溶于极性溶剂中得到二胺溶液；

(2)将二酐加入到二胺溶液中进行反应得到短链硬段，加入封端剂进行封端；

(3)之后加入柔性化合物进行聚合反应即得线型聚酰亚胺。

作为一种优选的技术方案，所述二胺为脂肪族二胺和芳香族二胺的组合；

优选的，所述脂肪族二胺为1,8-辛二胺或3,6-二氧代-1,8-辛二胺；

优选的，所述芳香族二胺结构中至少含有咪唑基团、氟烷基基团、羟基基团中的一种；

优选的，所述二胺为3,6-二氧代-1,8-辛二胺和2-(4-氨基苯基)-5-氨基苯并咪唑的组合；所述3,6-二氧代-1,8-辛二胺和2-(4-氨基苯基)-5-氨基苯并咪唑的摩尔比为(1-2)：(0.8-1.5)。

作为一种优选的技术方案，所述二酐选自4,4-氧代邻苯二甲酸酐、3,3,4,4-二苯酮四酸二酐、均苯四甲酸二酐、1,4,5,8-萘四甲酸酐中的至少一种；

优选的，所述二酐为4,4-氧代邻苯二甲酸酐；