锂离子电池粘接剂预锂化的制备方法及其产品和应用与流程

本发明属于锂离子电池领域，具体涉及到一种锂离子电池负极粘接剂预锂化的制备方法及其产品和应用，主要应用于硅基负极材料。

背景技术：

随着人类需求的提升和发展的需要，锂离子电池能量密度的不断提升，现有负极材料主要为石墨，其克容量和压实密度等已经发挥使用到了极限值，因此，硅基负极材料的使用将是锂离子电池发展需求的热点。与此同时，硅基材料的首次充放电效率低、膨胀大、长循环会带来材料粉化问题、以及与相关电解液、粘接剂的匹配问题也是当前硅基负极材料发展的阻力，因此，补锂、预锂化等技术越来越受到广大科研人员的关注，并且在相关的领域已经有了一些进展。当前预锂化等技术主要直接使用惰性锂粉，锂片（带）等，但是这些方法有很大安全隐患，实际商业化有很大局限性。

通过粘接剂预锂化的方法不仅操作简单，有效规避了当前直接使用锂金属的缺点，在安全性，实际商用工业化等方面有很大发展前景。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本发明目的在于提供一种锂离子电池负极粘接剂预锂化的制备方法。

本发明的再一目的在于：提供一种上述方法制备的锂离子电池负极粘接剂产品。

本发明的又一目的在于：提供一种上述产品的应用。

本发明目的通过下述方案实现：一种锂离子电池粘接剂预锂化的制备方法，包括如下步骤：

（1）在锂离子电池电极材料中的聚丙烯酸粘接剂中引入锂离子，所述聚丙烯酸粘接剂的分子式为：[ch2ch]ncooh，聚丙烯酸与氢氧化锂进行酸碱滴定，反应式为：

[ch2ch]ncooh+lioh=[ch2ch]ncooli+h2o式1

当ph为中性时，使粘接剂分子式变为[ch2ch]ncooli；

（2）锂离子电池电极材料混浆制备采用[ch2ch]ncooli，达到预锂化效果。

在上述方案基础上，所述的锂离子电池电极材料至少包括硅氧材料、5-10wt%粘结剂聚丙烯酸锂[ch2ch]ncooli)和5-10wt%导电剂sp。

本发明提供一种锂离子电池负极粘接剂，根据上述方法制备得到。

本发明还提供一种所述锂离子电池负极粘接剂用于硅基负极材料的应用。

有益效果：

本发明提出了通过电极材料中的聚丙烯酸粘接剂引入锂离子，通过聚丙烯酸与氢氧化锂进行酸碱滴定，使ph=7，粘接剂分子式变为[ch2ch]ncooli，制备方法简单高效，易操作，并且有效提高了电池首效，增加电池循环寿命。

附图说明

图1对比例1首效图；

图2实施例2首效图；

图3实施例3首效图。

具体实施方式

本发明通过下面具体实例进行详细的描述，但是本发明的保护范围不受限于这些实施例。

对比例1

一种锂离子电池负极粘接剂用于硅基负极材料，包括：

（1）硅氧材料

（2）粘结剂聚丙烯酸[ch2ch]ncooh10wt%

（3）导电剂sp10wt%，

涂布后制备成纽扣半电池，组装成电池后静置24h。

在环境温度为25℃的条件下，使用新威尔电池测试系统进行充放电测试，得到充放电首效如图1所示，循环如图1所示，首效为68.8%。

实施例2

一种锂离子电池负极粘接剂用于硅基负极材料，包括：

（1）硅氧材料

（2）粘结剂聚丙烯酸锂[ch2ch]ncooli10wt%

（3）导电剂sp10wt%，

将硅氧材料混合一定比例的粘结剂，使聚丙烯酸锂[ch2ch]ncooli和导电剂sp，涂布后制备成纽扣半电池，组装成电池后静置24h。

在环境温度为25℃的条件下，使用新威尔电池测试系统进行充放电测试，得到充放电首效如图2所示，首效为71.8%，可以看出首效明显提升。

实施例3

一种锂离子电池负极粘接剂用于硅基负极材料，包括：

（1）硅氧材料

（2）粘结剂聚丙烯酸锂[ch2ch]ncooli5wt%

（3）导电剂sp5wt%，

将硅氧材料混合一定比例的粘结剂聚丙烯酸锂[ch2ch]ncooli和导电剂sp，涂布后制备成纽扣半电池，组装成电池后静置24h。

在环境温度为25℃的条件下，使用新威尔电池测试系统进行充放电测试，得到充放电首效如图3所示，首效为73.2%，可以看出首效明显提升。

技术特征：

技术总结
本发明提出一种锂离子电池粘接剂预锂化的制备方法及其产品和应用，一种锂离子电池粘接剂预锂化的制备方法，包括如下步骤：在锂离子电池电极材料中的聚丙烯酸粘接剂中引入锂离子，所述聚丙烯酸粘接剂的分子式为：[CH2CH]nCOOH，聚丙烯酸与氢氧化锂进行酸碱滴定，使pH=7，粘接剂分子式变为[CH2CH]nCOOLi；电极混浆制备采用[CH2CH]nCOOLi，达到预锂化效果。本发明提出了通过电极材料中的聚丙烯酸粘接剂引入锂离子，通过聚丙烯酸与氢氧化锂进行酸碱滴定，制备方法简单高效，易操作，并且有效提高电池首效，增加电池循环寿命。

技术研发人员：何丹农;张道明;张芳;王亚坤;阳靖峰;卢玉英;焦靖华
受保护的技术使用者：上海纳米技术及应用国家工程研究中心有限公司
技术研发日：2019.06.05
技术公布日：2019.09.06