1.本发明涉及锂电池胶技术领域，具体涉及一种锂电池用的胶体液及其制备方法。
背景技术：
2.锂电池是一种以锂金属或锂合金为负极材料，使用非水电解质溶液的一次电池，与可充电电池锂离子电池跟锂离子聚合物电池是不一样的。锂电池的发明者是爱迪生。由于锂金属的化学特性非常活泼，使得锂金属的加工、保存、使用，对环境要求非常高。
3.现有的电解液中加入阿拉伯胶体，配制成胶体液，而该胶体液容易影响产品的循环寿命，降低使用效率，基于此，本发明对其进一步的改进优化处理。
技术实现要素：
4.针对现有技术的缺陷，本发明的目的是提供一种锂电池用的胶体液及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
5.本发明解决技术问题采用如下技术方案：
6.本发明提供了一种锂电池用的胶体液，所述胶体液为纳米二氧化硅协配改性液、阿拉伯胶和处理改性剂，其中纳米二氧化硅协配改性液、阿拉伯胶和处理改性剂的物质的质量比为(2-5):1：(4-7)。
7.优选地，所述纳米二氧化硅协配改性液的制备方法为：
8.s01：将5-10份十二烷基硫酸钠加入到20-30份硫酸中，随后加入2-4份稀土镧、1-3份磷酸缓冲溶液，得到复配液；
9.s02：将纳米二氧化硅送入到2-3倍的壳聚糖溶液中，随后加入纳米二氧化硅总量5-10％的4-氨基苯硼酸，搅拌均匀，得到纳米二氧化硅改性剂；
10.s03：纳米二氧化硅改性剂加入到3-5倍的复配液中，随后加入纳米二氧化硅改性剂总量3-5％的氧化锌添加改性剂，搅拌充分，得到纳米二氧化硅改性剂。
11.优选地，所述磷酸缓冲溶液的ph值为4.5-5.5。
12.优选地，所述壳聚糖溶液的质量分数为10-20％。
13.优选地，所述氧化锌添加改性剂的制备方法为：
14.s11：将氧化锌送入到2-3倍的盐酸溶液中，搅拌均匀；
15.s12：随后加入氧化锌总量2-5％的烷基磺酸钠、1-4％的硅烷偶联剂，继续搅拌充分；
16.s13：最后水洗、干燥，再研磨过100目，即可得到氧化锌添加改性剂。
17.优选地，所述硅烷偶联剂为偶联剂kh560。
18.优选地，所述处理改性剂的制备方法为：
19.s11：将纳米膨润土按照重量比1:3加入到去离子水中，搅拌均匀；
20.s12：然后将1-3份磷酸铵、1-2份四甲基氢氧化铵加入到5-10份柠檬酸水溶液中，最后加入1-3份十五烷基酚，得到添加剂；
21.s13：将添加剂加入到s11产物中，搅拌处理，最后水洗、干燥，得到处理改性剂。
22.优选地，所述柠檬酸水溶液的质量分数为10-20％。
23.优选地，所述s13搅拌处理的温度为40-45℃，搅拌转速为500-1000r/min，搅拌时间为10-20min。
24.本发明还提供了一种锂电池用的胶体液的制备方法，包括以下步骤：将纳米二氧化硅协配改性液、阿拉伯胶和处理改性剂一同加入到搅拌机中混合，以350-500r/min的转速搅拌30-40min；得到本发明的锂电池用的胶体液。
25.与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
26.本发明胶体液采用纳米二氧化硅协配改性液、阿拉伯胶和处理改性剂，通过纳米二氧化硅协配改性液与处理改性剂共同协配增效，对阿拉伯胶形成的胶液优化改性，增强产品的循环寿命，提高产品的使用效率。
具体实施方式
27.下面结合具体实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
28.本实施例的一种锂电池用的胶体液，所述胶体液为纳米二氧化硅协配改性液、阿拉伯胶和处理改性剂，其中纳米二氧化硅协配改性液、阿拉伯胶和处理改性剂的物质的质量比为(2-5):1：(4-7)。
29.本实施例的纳米二氧化硅协配改性液的制备方法为：
30.s01：将5-10份十二烷基硫酸钠加入到20-30份硫酸中，随后加入2-4份稀土镧、1-3份磷酸缓冲溶液，得到复配液；
31.s02：将纳米二氧化硅送入到2-3倍的壳聚糖溶液中，随后加入纳米二氧化硅总量5-10％的4-氨基苯硼酸，搅拌均匀，得到纳米二氧化硅改性剂；
32.s03：纳米二氧化硅改性剂加入到3-5倍的复配液中，随后加入纳米二氧化硅改性剂总量3-5％的氧化锌添加改性剂，搅拌充分，得到纳米二氧化硅改性剂。
33.本实施例的磷酸缓冲溶液的ph值为4.5-5.5。
34.本实施例的壳聚糖溶液的质量分数为10-20％。
35.本实施例的氧化锌添加改性剂的制备方法为：
36.s11：将氧化锌送入到2-3倍的盐酸溶液中，搅拌均匀；
37.s12：随后加入氧化锌总量2-5％的烷基磺酸钠、1-4％的硅烷偶联剂，继续搅拌充分；
38.s13：最后水洗、干燥，再研磨过100目，即可得到氧化锌添加改性剂。
39.本实施例的硅烷偶联剂为偶联剂kh560。
40.本实施例的处理改性剂的制备方法为：
41.s11：将纳米膨润土按照重量比1:3加入到去离子水中，搅拌均匀；
42.s12：然后将1-3份磷酸铵、1-2份四甲基氢氧化铵加入到5-10份柠檬酸水溶液中，最后加入1-3份十五烷基酚，得到添加剂；
43.s13：将添加剂加入到s11产物中，搅拌处理，最后水洗、干燥，得到处理改性剂。
44.本实施例的柠檬酸水溶液的质量分数为10-20％。
45.本实施例的s13搅拌处理的温度为40-45℃，搅拌转速为500-1000r/min，搅拌时间为10-20min。
46.本实施例的一种锂电池用的胶体液的制备方法，包括以下步骤：将纳米二氧化硅协配改性液、阿拉伯胶和处理改性剂一同加入到搅拌机中混合，以350-500r/min的转速搅拌30-40min；得到本发明的锂电池用的胶体液。
47.实施例1.
48.本实施例的一种锂电池用的胶体液，所述胶体液为纳米二氧化硅协配改性液、阿拉伯胶和处理改性剂，其中纳米二氧化硅协配改性液、阿拉伯胶和处理改性剂的物质的质量比为2:1：4。
49.本实施例的纳米二氧化硅协配改性液的制备方法为：
50.s01：将5份十二烷基硫酸钠加入到20份硫酸中，随后加入2份稀土镧、1份磷酸缓冲溶液，得到复配液；
51.s02：将纳米二氧化硅送入到2倍的壳聚糖溶液中，随后加入纳米二氧化硅总量5％的4-氨基苯硼酸，搅拌均匀，得到纳米二氧化硅改性剂；
52.s03：纳米二氧化硅改性剂加入到3倍的复配液中，随后加入纳米二氧化硅改性剂总量3％的氧化锌添加改性剂，搅拌充分，得到纳米二氧化硅改性剂。
53.本实施例的磷酸缓冲溶液的ph值为4.5。
54.本实施例的壳聚糖溶液的质量分数为10％。
55.本实施例的氧化锌添加改性剂的制备方法为：
56.s11：将氧化锌送入到2倍的盐酸溶液中，搅拌均匀；
57.s12：随后加入氧化锌总量2％的烷基磺酸钠、1％的硅烷偶联剂，继续搅拌充分；
58.s13：最后水洗、干燥，再研磨过100目，即可得到氧化锌添加改性剂。
59.本实施例的硅烷偶联剂为偶联剂kh560。
60.本实施例的处理改性剂的制备方法为：
61.s11：将纳米膨润土按照重量比1:3加入到去离子水中，搅拌均匀；
62.s12：然后将1份磷酸铵、1份四甲基氢氧化铵加入到5份柠檬酸水溶液中，最后加入1份十五烷基酚，得到添加剂；
63.s13：将添加剂加入到s11产物中，搅拌处理，最后水洗、干燥，得到处理改性剂。
64.本实施例的柠檬酸水溶液的质量分数为10％。
65.本实施例的s13搅拌处理的温度为40℃，搅拌转速为500r/min，搅拌时间为10min。
66.本实施例的一种锂电池用的胶体液的制备方法，包括以下步骤：将纳米二氧化硅协配改性液、阿拉伯胶和处理改性剂一同加入到搅拌机中混合，以350r/min的转速搅拌30min；得到本发明的锂电池用的胶体液。
67.实施例2.
68.本实施例的一种锂电池用的胶体液，所述胶体液为纳米二氧化硅协配改性液、阿拉伯胶和处理改性剂，其中纳米二氧化硅协配改性液、阿拉伯胶和处理改性剂的物质的质量比为5:1：7。
69.本实施例的纳米二氧化硅协配改性液的制备方法为：
70.s01：将10份十二烷基硫酸钠加入到30份硫酸中，随后加入4份稀土镧、3份磷酸缓冲溶液，得到复配液；
71.s02：将纳米二氧化硅送入到3倍的壳聚糖溶液中，随后加入纳米二氧化硅总量10％的4-氨基苯硼酸，搅拌均匀，得到纳米二氧化硅改性剂；
72.s03：纳米二氧化硅改性剂加入到5倍的复配液中，随后加入纳米二氧化硅改性剂总量5％的氧化锌添加改性剂，搅拌充分，得到纳米二氧化硅改性剂。
73.本实施例的磷酸缓冲溶液的ph值为5.5。
74.本实施例的壳聚糖溶液的质量分数为20％。
75.本实施例的氧化锌添加改性剂的制备方法为：
76.s11：将氧化锌送入到3倍的盐酸溶液中，搅拌均匀；
77.s12：随后加入氧化锌总量5％的烷基磺酸钠、4％的硅烷偶联剂，继续搅拌充分；
78.s13：最后水洗、干燥，再研磨过100目，即可得到氧化锌添加改性剂。
79.本实施例的硅烷偶联剂为偶联剂kh560。
80.本实施例的处理改性剂的制备方法为：
81.s11：将纳米膨润土按照重量比1:3加入到去离子水中，搅拌均匀；
82.s12：然后将3份磷酸铵、2份四甲基氢氧化铵加入到10份柠檬酸水溶液中，最后加入3份十五烷基酚，得到添加剂；
83.s13：将添加剂加入到s11产物中，搅拌处理，最后水洗、干燥，得到处理改性剂。
84.本实施例的柠檬酸水溶液的质量分数为20％。
85.本实施例的s13搅拌处理的温度为45℃，搅拌转速为1000r/min，搅拌时间为20min。
86.本实施例的一种锂电池用的胶体液的制备方法，包括以下步骤：将纳米二氧化硅协配改性液、阿拉伯胶和处理改性剂一同加入到搅拌机中混合，以500r/min的转速搅拌40min；得到本发明的锂电池用的胶体液。
87.实施例3.
88.本实施例的一种锂电池用的胶体液，所述胶体液为纳米二氧化硅协配改性液、阿拉伯胶和处理改性剂，其中纳米二氧化硅协配改性液、阿拉伯胶和处理改性剂的物质的质量比为3.5:1：5。
89.本实施例的纳米二氧化硅协配改性液的制备方法为：
90.s01：将7.5份十二烷基硫酸钠加入到25份硫酸中，随后加入3份稀土镧、2份磷酸缓冲溶液，得到复配液；
91.s02：将纳米二氧化硅送入到2.5倍的壳聚糖溶液中，随后加入纳米二氧化硅总量7.5％的4-氨基苯硼酸，搅拌均匀，得到纳米二氧化硅改性剂；
92.s03：纳米二氧化硅改性剂加入到4倍的复配液中，随后加入纳米二氧化硅改性剂总量4％的氧化锌添加改性剂，搅拌充分，得到纳米二氧化硅改性剂。
93.本实施例的磷酸缓冲溶液的ph值为5.0。
94.本实施例的壳聚糖溶液的质量分数为15％。
95.本实施例的氧化锌添加改性剂的制备方法为：
96.s11：将氧化锌送入到2.5倍的盐酸溶液中，搅拌均匀；
97.s12：随后加入氧化锌总量3.5％的烷基磺酸钠、2.5％的硅烷偶联剂，继续搅拌充分；
98.s13：最后水洗、干燥，再研磨过100目，即可得到氧化锌添加改性剂。
99.本实施例的硅烷偶联剂为偶联剂kh560。
100.本实施例的处理改性剂的制备方法为：
101.s11：将纳米膨润土按照重量比1:3加入到去离子水中，搅拌均匀；
102.s12：然后将2份磷酸铵、1.5份四甲基氢氧化铵加入到7.5份柠檬酸水溶液中，最后加入2份十五烷基酚，得到添加剂；
103.s13：将添加剂加入到s11产物中，搅拌处理，最后水洗、干燥，得到处理改性剂。
104.本实施例的柠檬酸水溶液的质量分数为15％。
105.本实施例的s13搅拌处理的温度为42.5℃，搅拌转速为750r/min，搅拌时间为15min。
106.本实施例的一种锂电池用的胶体液的制备方法，包括以下步骤：将纳米二氧化硅协配改性液、阿拉伯胶和处理改性剂一同加入到搅拌机中混合，以420r/min的转速搅拌35min；得到本发明的锂电池用的胶体液。
107.实施例4.
108.本实施例的一种锂电池用的胶体液，所述胶体液为纳米二氧化硅协配改性液、阿拉伯胶和处理改性剂，其中纳米二氧化硅协配改性液、阿拉伯胶和处理改性剂的物质的质量比为3:1：5。
109.本实施例的纳米二氧化硅协配改性液的制备方法为：
110.s01：将6份十二烷基硫酸钠加入到2份硫酸中，随后加入2.5份稀土镧、2份磷酸缓冲溶液，得到复配液；
111.s02：将纳米二氧化硅送入到2-3倍的壳聚糖溶液中，随后加入纳米二氧化硅总量5-10％的4-氨基苯硼酸，搅拌均匀，得到纳米二氧化硅改性剂；
112.s03：纳米二氧化硅改性剂加入到4倍的复配液中，随后加入纳米二氧化硅改性剂总量3.5％的氧化锌添加改性剂，搅拌充分，得到纳米二氧化硅改性剂。
113.本实施例的磷酸缓冲溶液的ph值为4.6。
114.本实施例的壳聚糖溶液的质量分数为12％。
115.本实施例的氧化锌添加改性剂的制备方法为：
116.s11：将氧化锌送入到2.2倍的盐酸溶液中，搅拌均匀；
117.s12：随后加入氧化锌总量3％的烷基磺酸钠、2％的硅烷偶联剂，继续搅拌充分；
118.s13：最后水洗、干燥，再研磨过100目，即可得到氧化锌添加改性剂。
119.本实施例的硅烷偶联剂为偶联剂kh560。
120.本实施例的处理改性剂的制备方法为：
121.s11：将纳米膨润土按照重量比1:3加入到去离子水中，搅拌均匀；
122.s12：然后将2份磷酸铵、1.2份四甲基氢氧化铵加入到6份柠檬酸水溶液中，最后加入2份十五烷基酚，得到添加剂；
123.s13：将添加剂加入到s11产物中，搅拌处理，最后水洗、干燥，得到处理改性剂。
124.本实施例的柠檬酸水溶液的质量分数为12％。
125.本实施例的s13搅拌处理的温度为42℃，搅拌转速为600r/min，搅拌时间为2min。
126.本实施例的一种锂电池用的胶体液的制备方法，包括以下步骤：将纳米二氧化硅协配改性液、阿拉伯胶和处理改性剂一同加入到搅拌机中混合，以360r/min的转速搅拌32min；得到本发明的锂电池用的胶体液。
127.实施例5.
128.本实施例的一种锂电池用的胶体液，所述胶体液为纳米二氧化硅协配改性液、阿拉伯胶和处理改性剂，其中纳米二氧化硅协配改性液、阿拉伯胶和处理改性剂的物质的质量比为4:1：6。
129.本实施例的纳米二氧化硅协配改性液的制备方法为：
130.s01：将8份十二烷基硫酸钠加入到28份硫酸中，随后加入3份稀土镧、2份磷酸缓冲溶液，得到复配液；
131.s02：将纳米二氧化硅送入到2.8倍的壳聚糖溶液中，随后加入纳米二氧化硅总量8％的4-氨基苯硼酸，搅拌均匀，得到纳米二氧化硅改性剂；
132.s03：纳米二氧化硅改性剂加入到4倍的复配液中，随后加入纳米二氧化硅改性剂总量4.5％的氧化锌添加改性剂，搅拌充分，得到纳米二氧化硅改性剂。
133.本实施例的磷酸缓冲溶液的ph值为5.2。
134.本实施例的壳聚糖溶液的质量分数为18％。
135.本实施例的氧化锌添加改性剂的制备方法为：
136.s11：将氧化锌送入到2.8倍的盐酸溶液中，搅拌均匀；
137.s12：随后加入氧化锌总量4％的烷基磺酸钠、3％的硅烷偶联剂，继续搅拌充分；
138.s13：最后水洗、干燥，再研磨过100目，即可得到氧化锌添加改性剂。
139.本实施例的硅烷偶联剂为偶联剂kh560。
140.本实施例的处理改性剂的制备方法为：
141.s11：将纳米膨润土按照重量比1:3加入到去离子水中，搅拌均匀；
142.s12：然后将2.8份磷酸铵、1.8份四甲基氢氧化铵加入到9份柠檬酸水溶液中，最后加入2份十五烷基酚，得到添加剂；
143.s13：将添加剂加入到s11产物中，搅拌处理，最后水洗、干燥，得到处理改性剂。
144.本实施例的柠檬酸水溶液的质量分数为18％。
145.本实施例的s13搅拌处理的温度为44℃，搅拌转速为800r/min，搅拌时间为18min。
146.本实施例的一种锂电池用的胶体液的制备方法，包括以下步骤：将纳米二氧化硅协配改性液、阿拉伯胶和处理改性剂一同加入到搅拌机中混合，以450r/min的转速搅拌38min；得到本发明的锂电池用的胶体液。
147.对比例1.
148.与实施例3不同是未添加纳米二氧化硅协配改性液。
149.对比例2.
150.与实施例3不同是纳米二氧化硅协配改性液制备中未加入氧化锌添加改性剂。
151.对比例3.
152.与实施例3不同是纳米二氧化硅协配改性液制备中纳米二氧化硅改性剂采用纳米
二氧化硅代替。
153.对比例4.
154.与实施例3不同是纳米二氧化硅协配改性液制备中未加入稀土镧。
155.对比例5.
156.与实施例3不同是未添加处理改性剂。
157.对比例6.
158.与实施例3不同是处理改性剂采用纳米膨润土代替。
159.循环寿命测试：在25℃
±
2℃的环境中，以0.75i3(a)电流放电3h，然后以恒定电压14.40
±
0.1v(限流0.9i3(a)充电9h，循环399次后，第400次循环按3小时率容量测试方法测试
160.实施例1-5及对比例1-6性能测量结果如下
[0161] 3小时率容量(ah)-18℃低温性能容量(％)实施例144.264实施例244.465实施例344.867实施例444.165实施例544.366对比例135.254对比例238.358对比例336.556对比例439.859对比例540.160对比例641.262
[0162]
从实施例1-5及对比例1-6中得出，
[0163]
实施例3的产品具有优异3小时率容量、-18℃低温性能容量，纳米二氧化硅协配改性液、处理改性剂二者协配，协同增效，增强产品的循环寿命，通过纳米二氧化硅协配改性液制备中未加入氧化锌添加改性剂、纳米二氧化硅改性剂采用纳米二氧化硅代替，以及未加入稀土镧，产品的性能均出现变差趋势，只有采用本发明的方法制备的纳米二氧化硅协配改性液，产品的性能效果最为显著。
[0164]
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
[0165]
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。