本技术涉及一种新型锂离子电池正极用聚酰亚胺粘结剂及其合成方法。该粘结剂由环糊精和磺酸基团组成,通过将环糊精、磺化二元胺和三乙胺混合于有机溶剂中,充分搅拌溶解后制备而成。
背景技术
锂离子电池作为新一代绿色储能体系,具有高比能量、高能量密度、高库伦效率、高工作电压、长循环寿命、宽工作温度范围等优点。因此,锂离子电池被广泛应用于便携式电子产品、电动汽车等领域,但在这些领域的应用仍存在能量密度、成本、安全性等问题。开发高能量密度、低成本以及高安全性的锂离子电池,仍是当前研究的重心。
锂离子电池由正极、隔膜、电解液及负极等部件构成,正负极是由粉末状活性物质(如锂金属氧化物、碳素负极材料)、导电剂、电极集流体及粘结剂组成,其中粘结剂的作用是将活性材料、导电剂和集流体粘结在一起。对于理想的电极,每个活性颗粒应合理的成形、分散并连接到集流体和电解液,具有低电阻和连续的内部通道。
长期以来,在锂离子电池工业的规模化生产中,主要采用聚偏氟乙烯(PVDF)作粘结剂、有机溶剂N-甲基吡咯烷酮(NMP)等作分散剂。但由于PVDF存在自身的缺点,如柔韧性和粘结性能差,在电解液中有一定的溶胀,且与金属锂、Lix
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在较高温度下发生放热反应,存在较大的安全隐患。
因此,针对于上述问题,本发明提供了一种锂离子电池正极用聚酰亚胺粘结剂及其制备方法,环糊精的分子结构中有多个羟基(-OH),这些羟基可以与电极材料表面形成氢键和其它物理化学相互作用,从而提供良好的粘结力。环糊精的分子结构具有内亲水外疏水的特点,它可以通过其内部孔道结构促进电解液的渗透和离子迁移。这种特性有助于在充放电过程中提高锂离子在电极材料中的传导速度和效率,进而提升电池的倍率性能和能量密度。磺酸根基团能够解离出带负电荷的磺酸根离子,增加电极中的离子电导率,提升锂离子在电极中的传输效率,从而改善电池的整体电化学性能。聚酰亚胺材料具有结构多样性、热稳定性好、化学结构稳定、机械性能优良等特性,其作为锂离子电池正极中的粘结剂,对开发容量高、循环性能稳定和安全性能好的聚酰亚胺具有重要意义。
实现思路