一种钠离子电池用胶粘剂及其制备方法与流程

本发明涉及电池胶粘剂制备，具体涉及一种钠离子电池用胶粘剂及其制备方法。

背景技术：

1、由于人类社会各种设施不断建设与完善，资源被大量消耗造成环境污染严重。对新型材料以及清洁能源的开发势在必行。锂离子电池因具有高能量输出、对环境无污染等优势，已经在新能源中扮演着越来越重要的角色。随着移动电话、电动汽车等电子产品广泛使用，对新型、高效、节能、环保电池形成了强劲的市场需求，而且市场的需求也在不断扩大。互联网大数据统计结果表明，半世纪以来，交通工具带来的能源消耗占全球总资源耗损比重最高。所以钠电池作为电池未来发展方向之一，具有广泛的应用前景。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种钠离子电池用胶粘剂及其制备方法，解决了现阶段钠离子电池胶粘剂，粘接效果一般，且多次使用后，电极无法正常工作的问题。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

3、一种钠离子电池用胶粘剂的制备方法，具体包括如下步骤：

4、将甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸、改性预聚体、偶氮二异丁腈和异丙醇混合均匀，通入氮气保护，在转速为150-200r/mi n，温度为85-90℃的条件下，进行反应3-5h后，蒸馏去除异丙醇，将底物、强化纤维素和去离子水混合，在转速为200-300r/mi n，温度为50-60℃的条件下，搅拌6-8h，制得钠离子电池用胶粘剂。

5、进一步，所述的甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸、改性预聚体、偶氮二异丁腈和异丙醇的用量比为5g:8g:3g:15g:1g:100ml，底物、强化纤维素和去离子水的用量比为10g:1g:22-25ml。

6、进一步，所述的改性预聚体由如下步骤制成：

7、步骤a1：将全氟己基乙基甲基二乙氧基硅烷和二甲基二氯硅烷加入去离子水中，在转速为200-300r/mi n，温度为25-30℃的条件下，搅拌20-30mi n后，加入四氢呋喃和浓硫酸，升温至55-65℃，保温5-10mi n，加入1,1,3,3-四甲基二硅氧烷，进行反应3-5h，制得中间体1；

8、步骤a2：将中间体1、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯和二甲苯混合均匀，在转速为200-300r/mi n，温度为50-60℃的条件下，搅拌并加入氯铂酸，升温至60-65℃，进行反应6-8h后，加入丙烯醇，制得中间体2，将二乙醇胺、丙烯酸和甲苯混合均匀，在转速为150-200r/min，温度为30-40℃的条件下，搅拌并加入1-羟基苯并三唑，进行反应6-8h，制得中间体3；

9、步骤a3：将中间体2、中间体3、2,2-二羟甲基丙酸混合均匀，在转速为200-300r/min，温度为80-85℃的条件下，搅拌并加入异佛酮二异氰酸酯和二月桂酸二丁基锡，进行反应2-3h，制得改性预聚体。

10、进一步，步骤a1所述的全氟己基乙基甲基二乙氧基硅烷、二甲基二氯硅烷、去离子水和1,1,3,3-四甲基二硅氧烷的用量比为2mmo l:3mmo l:5ml:3mmo l，浓硫酸的用量为全氟己基乙基甲基二乙氧基硅烷、二甲基二氯硅烷、去离子水和1,1,3,3-四甲基二硅氧烷质量和的5-8％。

11、进一步，步骤a2所述的中间体1、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯和丙烯醇的用量比为n:2n+1:n+2，n为大于0的自然数，二乙醇胺、丙烯酸和1-羟基苯并三唑的摩尔比为1:1:1.1。

12、进一步，步骤a3所述的中间体2、中间体3、2,2-二羟甲基丙酸和异佛酮二异氰酸酯的质量比为10:3:0.7:6，二月桂酸二丁基锡的用量为1‰。

13、进一步，所述的强化纤维素由如下步骤制成：

14、将纤维素溶于二甲基乙酰胺中，在转速为150-200r/mi n，温度为115-125℃的条件下，搅拌2-3h后，降温至95-105℃，加入氯化锂，搅拌至透明，降温至5-10℃，加入三乙胺和对甲苯磺酰氯，搅拌20-25h，加入冰水中沉淀过滤，将滤饼烘干，溶于二甲基亚砜中，加入乙二胺，在转速为300-500r/mi n，温度为100-110℃的条件下，搅拌处理5-7h后，将反应物在丙酮中沉淀并干燥，制得强化纤维素。

15、进一步，所述的纤维素、氯化锂、三乙胺、对甲苯磺酰氯和乙二胺的用量比为1g:2g:3ml:0.8g:1g。

16、本发明的有益效果：本发明制备的一种钠离子电池用胶粘剂，通过将甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸和改性预聚体聚合，再与强化纤维素接枝并在水中分散，制得胶粘剂，该改性预聚体以全氟己基乙基甲基二乙氧基硅烷和二甲基二氯硅烷为原料，先水解再与1,1,3,3-四甲基二硅氧烷聚合，形成s i-h封端的聚硅氧烷，制得中间体1，将中间体1与三羟甲基丙烷三丙烯酸酯进行反应，通过用量控制，使得中间体1一侧的s i-h键与三羟甲基丙烷三丙烯酸酯上的双键反应，再加入丙烯醇，使得丙烯醇上的双键与另一侧的s i-h键反应，制得中间体2，将二乙醇胺和丙烯酸反应，使得丙烯酸上的羧基与二乙醇胺上的亚胺脱水缩合，制得中间体3，将中间体2、中间体3、2,2-二羟甲基丙酸和异佛酮二异氰酸酯反应，制得改性预聚体，强化纤维素以纤维素为原料，先对纤维素进行润涨溶解，再用对甲苯磺酰氯处理，得到对甲苯磺酰化纤维素，再用二乙胺取代对甲苯磺酰基团，在纤维素分子上引入氨基，制得强化纤维素，改性预聚体为树脂状结构，单枝分子量上含有有机硅链段，使得制备出的胶粘剂具有很好耐热效果，使得在高温环境下胶粘剂不会出现分解的问题，同时分子中含有大量的羧基，使得胶粘剂的粘接强度大幅提升，与强化纤维素复合，使得制备出的胶粘剂在经过多次循环后，不会出现裂纹，进而保证了电极的正常使用。

技术特征：

1.一种钠离子电池用胶粘剂的制备方法，其特征在于：具体包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种钠离子电池用胶粘剂的制备方法，其特征在于：所述的甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸、改性预聚体、偶氮二异丁腈和异丙醇的用量比为5g:8g:3g:15g:1g:100ml，底物、强化纤维素和去离子水的用量比为10g:1g:22-25ml。

3.根据权利要求1所述的一种钠离子电池用胶粘剂的制备方法，其特征在于：所述的改性预聚体由如下步骤制成：

4.根据权利要求3所述的一种钠离子电池用胶粘剂的制备方法，其特征在于：步骤a1所述的全氟己基乙基甲基二乙氧基硅烷、二甲基二氯硅烷、去离子水和1,1,3,3-四甲基二硅氧烷的用量比为2mmol:3mmol:5ml:3mmol，浓硫酸的用量为全氟己基乙基甲基二乙氧基硅烷、二甲基二氯硅烷、去离子水和1,1,3,3-四甲基二硅氧烷质量和的5％。

5.根据权利要求3所述的一种钠离子电池用胶粘剂的制备方法，其特征在于：步骤a2所述的中间体1、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯和丙烯醇的用量比为n:2n+1:n+2，n为大于0的自然数，二乙醇胺、丙烯酸和1-羟基苯并三唑的摩尔比为1:1:1.1。

6.根据权利要求3所述的一种钠离子电池用胶粘剂的制备方法，其特征在于：步骤a3所述的中间体2、中间体3、2,2-二羟甲基丙酸和异佛酮二异氰酸酯的质量比为10:3:0.7:6，二月桂酸二丁基锡的用量为1‰。

7.根据权利要求1所述的一种钠离子电池用胶粘剂的制备方法，其特征在于：所述的强化纤维素由如下步骤制成：

8.根据权利要求7所述的一种钠离子电池用胶粘剂的制备方法，其特征在于：所述的纤维素、氯化锂、三乙胺、对甲苯磺酰氯和乙二胺的用量比为1g:2g:3ml:0.8g:1g。

9.一种钠离子电池用胶粘剂，其特征在于：根据权利要求1-8任一项所述的制备方法制备而成。

技术总结
本发明公开了一种钠离子电池用胶粘剂及其制备方法，通过将甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸和改性预聚体聚合，再与强化纤维素接枝并在水中分散，制得胶粘剂，改性预聚体为树脂状结构，单枝分子量上含有有机硅链段，使得制备出的胶粘剂具有很好耐热效果，使得在高温环境下胶粘剂不会出现分解的问题，同时分子中含有大量的羧基，使得胶粘剂的粘接强度大幅提升，与强化纤维素复合，使得制备出的胶粘剂在经过多次循环后，不会出现裂纹，进而保证了电极的正常使用。

技术研发人员：宋啸,刘喜标,胡翔宇
受保护的技术使用者：吉安冠佳新能源开发有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13