CN114920853A - 一种柔性羧甲基纤维素醚及其制备方法与应用 - Google Patents
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Abstract
本发明属于纤维素醚制备技术领域，具体公开了一种柔性羧甲基纤维素醚及其制备方法与应用。本发明公开了通过纤维素经过碱液润涨，然后与非离子基反应物和溶液混合反应或纤维素经过碱液润涨，然后与溶液混合，再与非离子基反应物混合反应或纤维素与非离子基反应物混合反应，然后进行碱液润涨，再与溶液混合反应得到取代度为0.2～2，非离子型基团的质量含量为0.5％～60％的柔性羧甲基纤维素醚。本发明得到的柔性羧甲基纤维素醚脆性较小，应用于电池粘结剂，能够避免涂布开裂，掉粉等现象，提高涂布速度及效率。
Description
技术领域
本发明涉及纤维素醚制备技术领域，尤其涉及一种柔性羧甲基纤维素醚及其制备方法与应用。
背景技术
随着碳达峰，碳中和的提出，各行各业都在为这个目标奋斗。对新能源汽车、储能的需求越来越大。锂离子电池生产厂家都新建产线扩大产能来满足市场需求。离子型纤维素醚在锂离子电池中作为悬浮稳定剂和粘结剂，起着稳定浆料，分散活性物质，辅助粘结的作用。
市面上现有的离子型纤维素醚(包含但不限于羧甲基纤维素钠、羧甲基纤维素锂、羧甲基纤维素铵、羧甲基纤维素钾等)由于其含有较多的极性较强基团，导致其脆性较大。其作为分散剂和悬浮剂可将活性材料和导电剂均匀分散形成均一稳定的浆料。但是在后续的涂布干燥过程中，经常出现涂布开裂，掉粉等现象。最后导致无法提高涂布速度，降低涂布效率。
因此，如何提供一种柔性羧甲基纤维素醚及其制备方法与应用，通过引入弱极性的非离子基团，改善现有离子型纤维素醚的脆性，从而提高锂离子电池负极极片的柔韧性。避免涂布开裂，掉粉等现象，提高涂布速度及效率是本领域亟待解决的难题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种柔性羧甲基纤维素醚及其制备方法与应用，解决了传统离子型纤维素醚脆性大，容易造成涂布开裂，掉粉等问题，不利于提高涂布效率，抑制了锂离子电池的发展。
为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种柔性羧甲基纤维素醚，所述柔性羧甲基纤维素醚的取代度为0.2～2，非离子型基团的质量含量为0.5～60％，所述柔性羧甲基纤维素醚包括柔性羧甲基纤维素钠、柔性羧甲基纤维素钾、柔性羧甲基纤维素锂和柔性羧甲基纤维素氨中的一种或几种。
本发明的另一目的是提供一种柔性羧甲基纤维素醚的制备方法，包括如下步骤：
1)将纤维素、碱液和醇混合，在保护气氛下进行润涨反应；
2)润涨反应结束后，加入醇类溶液和非离子基反应物进行反应得到柔性羧甲基纤维素醚。
优选的，所述步骤1)中的碱液为氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液、氢氧化锂溶液和氨水中的一种，碱液的质量浓度为9～52％，所述醇为乙醇或异丙醇，所述保护气氛为氮气气氛或稀有气体气氛；
所述步骤1)中纤维素、碱液和醇的质量比为1：1.1～1.3：1.7～2，润涨反应的温度为20～50℃，润涨反应的时间为60～90min；
所述步骤2)中醇类溶液为氯乙酸乙醇或异丙醇溶液，所述非离子基反应物为一氯甲烷、一氯乙烷、环氧乙烷和环氧丙烷中的一种或几种；
所述步骤2)中醇类溶液、非离子基反应物和纤维素的质量比为1～1.2：0.1～0.5：1，步骤2)中的反应温度为70～80℃，反应时间为100～150min。
本发明公开的柔性羧甲基纤维素醚的制备方法还可以为：
1)将纤维素、碱液和醇混合，在保护气氛下进行润涨反应；
2)润涨反应结束后，加入醇类溶液进行反应，得到纤维素醚半成品；
3)将纤维素醚半成品与碱液和非离子基反应物混合反应，得到柔性羧甲基纤维素醚。
优选的，所述步骤1)中的醇为乙醇或异丙醇，所述保护气氛为氮气气氛或稀有气体气氛；
所述步骤1)中纤维素、碱液和醇的质量比为1：1.1～1.3：1.7～2，所述润涨反应的温度为20～50℃，润涨反应的时间为60～90min；
所述步骤2)中醇类溶液为氯乙酸乙醇溶液或异丙醇溶液；
所述步骤2)中醇类溶液和纤维素的质量比为0.9～1.1：1，所述步骤2)中的反应温度为70～80℃，反应时间为100～150min；
所述步骤3)中的非离子基反应物为一氯甲烷、一氯乙烷、环氧乙烷和环氧丙烷中的一种或几种；
所述步骤3)中的纤维素醚半成品、碱液和非离子基反应物的质量比为1：1～1.3：0.1～0.5，步骤3)中的反应为先在20～75℃下反应50～70min，然后在75～95℃下反应50～70min；
所述步骤1)和步骤3)中碱液独立的为氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液、氢氧化锂溶液和氨水中的一种，碱液质量浓度独立的为9～52％。
本发明公开的柔性羧甲基纤维素醚的制备方法还可以为：
1)将纤维素、碱液和非离子基反应物混合，在保护气氛下进行反应；
2)将反应产物、碱液和醇混合，在保护气氛下进行润涨反应；
3)反应结束后加入醇类溶液进行反应，得到柔性羧甲基纤维素醚。
优选的，所述步骤1)中非离子基反应物为一氯甲烷、一氯乙烷、环氧乙烷和环氧丙烷中的一种或几种，所述步骤2)中的醇为乙醇或异丙醇，所述步骤3)中的醇类溶液为氯乙酸乙醇溶液或异丙醇溶液；
所述步骤1)和步骤2)中的碱液独立的为氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液、氢氧化锂溶液和氨水中的一种，碱液的质量浓度独立的为9～52％，所述步骤1)和步骤2)中的保护气氛独立的为氮气气氛或稀有气体气氛。
优选的，所述步骤1)中纤维素、碱液和非离子基反应物的质量比为1：1～1.3：0.1～0.5；所述步骤1)中的反应为先在20～75℃下反应50～70min，然后在75～95℃下反应50～70min；
所述步骤2)中反应产物、碱液和醇的质量比为1：1～1.3：1.7～2，步骤2)中润涨反应的温度为20～50℃，润涨反应的时间为60～90min；
所述反应产物与醇类溶液的质量比为1：0.9～1.1；步骤3)中的反应温度为70～80℃，反应时间为100～150min。
本发明的另一目的是提供一种柔性羧甲基纤维素锂的制备方法，将柔性羧甲基纤维素钠与酸混合，得到柔性羧甲基纤维素氢，然后加入锂盐溶液反应得到柔性羧甲基纤维素锂。
本发明的再一目的是提供一种柔性羧甲基纤维素醚在电池电极材料中的应用。
经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1)本发明公开的柔性羧甲基纤维素醚是通过引入弱极性的非离子基团，部分取代羟基和羧基醚等强极性基团，改善其脆性，降低玻璃化温度，从而可以提高涂布速度，提高涂布效率。
2)本发明公开的柔性羧甲基纤维素醚可以实现高速涂布，无需添加增塑剂来改善极片的柔韧性，避免了电芯的容量损失。
具体实施方式
一种柔性羧甲基纤维素醚，所述柔性羧甲基纤维素醚的取代度为0.2～2，优选为0.5～1.5，进一步优选为1；非离子型基团的质量含量为0.5～60％，优选为5～50％，进一步优选为15～45％，再一步优选为30％；所述柔性羧甲基纤维素醚包括柔性羧甲基纤维素钠、柔性羧甲基纤维素钾、柔性羧甲基纤维素锂和柔性羧甲基纤维素氨中的一种或几种。
本发明还提供了一种柔性羧甲基纤维素醚的制备方法，包括如下步骤：
1)将纤维素、碱液和醇混合，在保护气氛下进行润涨反应；
2)润涨反应结束后，加入醇类溶液和非离子基反应物进行反应得到柔性羧甲基纤维素醚。
在本发明中，所述步骤1)中还可以包括片碱，片碱的添加量与纤维素的质量比为0.04～0.07：1。
在本发明中，通过添加片碱可以提升反应产物利用率，辅助改善产品柔性。
在本发明中，所述步骤1)中的碱液为氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液、氢氧化锂溶液和氨水中的一种，碱液的质量浓度为9～52％，优选为35～45％，进一步优选为40％；所述醇为乙醇或异丙醇，所述保护气氛为氮气气氛或稀有气体气氛。
所述步骤1)中纤维素、碱液和醇的质量比为1：1.1～1.3：1.7～2，优选为1：1.15～1.25：1.8～1.9，进一步优选为1：1.2：1.8；润涨反应的温度为20～50℃，优选为30～40℃，进一步优选为35℃；润涨反应的时间为60～90min，优选为70～90min，进一步优选为80min。
所述步骤2)中醇类溶液为氯乙酸乙醇或异丙醇溶液，所述非离子基反应物为一氯甲烷、一氯乙烷、环氧乙烷和环氧丙烷中的一种或几种。
所述步骤2)中醇类溶液、非离子基反应物和纤维素的质量比为1～1.2：0.1～0.5：1，优选为1～1.1：0.2～0.4：1，进一步优选为1.1：0.3：1；步骤2)中的反应温度为70～80℃，优选为72～76℃，进一步优选为75℃；反应时间为100～150min，优选为110～130min，进一步优选为120min。
本发明公开的柔性羧甲基纤维素醚的制备方法还可以为：
1)将纤维素、碱液和醇混合，在保护气氛下进行润涨反应；
2)润涨反应结束后，加入醇类溶液进行反应，得到纤维素醚半成品；
3)将纤维素醚半成品与碱液和非离子基反应物混合反应，得到柔性羧甲基纤维素醚。
在本发明中，所述步骤1)和步骤3)中还可以包括片碱，片碱的添加量与纤维素的质量比独立的为0.04～0.07：1，通过添加片碱可以改善产品质量。
在本发明中，所述步骤1)中的醇为乙醇或异丙醇，所述保护气氛为氮气气氛或稀有气体气氛。
所述步骤1)中纤维素、碱液和醇的质量比为1：1.1～1.3：1.7～2，优选为1：1.15～1.25：1.8～1.9，进一步优选为1：1.2：1.8；润涨反应的温度为20～50℃，优选为30～40℃，进一步优选为35℃；润涨反应的时间为60～90min，优选为70～90min，进一步优选为80min。
所述步骤2)中醇类溶液为氯乙酸乙醇溶液或异丙醇溶液。
所述步骤2)中醇类溶液和纤维素的质量比为0.9～1.1：1，优选为1：1；所述步骤2)中的反应温度为70～80℃，优选为72～76℃，进一步优选为75℃；反应时间为100～150min，优选为110～130min，进一步优选为120min。
所述步骤3)中的非离子基反应物为一氯甲烷、一氯乙烷、环氧乙烷和环氧丙烷中的一种或几种。
所述步骤3)中的纤维素醚半成品、碱液和非离子基反应物的质量比为1：1～1.3：0.1～0.5，优选为1：1.1～1.3：0.2～0.4，进一步优选为1：1.2：0.3；步骤3)中的反应为先在20～75℃下反应50～70min，反应温度优选为25～60℃，进一步优选为45℃，反应时间优选为55～65min，进一步优选为60min；然后在75～95℃下反应50～70min，反应温度优选为80～90℃，进一步优选为85℃，反应时间优选为55～65min，进一步优选为60min。
所述步骤1)和步骤3)中碱液独立的为氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液、氢氧化锂溶液和氨水中的一种，碱液质量浓度独立的为9～52％，优选为35～45％，进一步优选为40％。
本发明公开的柔性羧甲基纤维素醚的制备方法还可以为：
1)将纤维素、碱液和非离子基反应物混合，在保护气氛下进行反应；
2)将反应产物、碱液和醇混合，在保护气氛下进行润涨反应；
3)反应结束后加入醇类溶液进行反应，得到柔性羧甲基纤维素醚。
在本发明中，所述步骤1)和步骤2)中还可以包括片碱，片碱的添加量与纤维素的质量比独立的为0.04～0.07：1，通过添加片碱可以改善产品质量。
在本发明中，所述步骤1)中非离子基反应物为一氯甲烷、一氯乙烷、环氧乙烷和环氧丙烷中的一种或几种，所述步骤2)中的醇为乙醇或异丙醇，所述步骤3)中的醇类溶液为氯乙酸乙醇溶液或异丙醇溶液。
所述步骤1)和步骤2)中的碱液独立的为氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液、氢氧化锂溶液和氨水中的一种，碱液的质量浓度独立的为9～52％，优选为35～45％，进一步优选为40％；所述步骤1)和步骤2)中的保护气氛独立的为氮气气氛或稀有气体气氛。
在本发明中，所述步骤1)中纤维素、碱液和非离子基反应物的质量比为1：1～1.3：0.1～0.5，优选为1：1.1～1.3：0.2～0.4，进一步优选为1：1.2：0.3；所述步骤1)中的反应为先在20～75℃下反应50～70min，反应温度优选为25～60℃，进一步优选为45℃，反应时间优选为55～65min，进一步优选为60min；然后在75～95℃下反应50～70min，反应温度优选为80～90℃，进一步优选为85℃，反应时间优选为55～65min，进一步优选为60min。
所述步骤2)中反应产物、碱液和醇的质量比为1：1～1.3：1.7～2，优选为1：1.1～1.3：1.7～1.9，进一步优选为1：1.2：1.8；步骤2)中润涨反应的温度为20～50℃，优选为30～40℃，进一步优选为35℃；润涨反应的时间为60～90min，优选为70～90min，进一步优选为80min。
所述反应产物与醇类溶液的质量比为1：0.9～1.1，优选为1：1；步骤3)中的反应温度为70～80℃，优选为72～76℃，进一步优选为75℃；反应时间为100～150min，优选为110～140min，进一步优选为130min。
在本发明中，纤维素的破碎采用纤维素醚行业通用工艺。
在本发明中，异丙醇的质量浓度独立的优选为≥90％，乙醇的质量浓度优选为≥90％，氯乙酸乙醇溶液的质量浓度优选为30～75％，进一步优选为40～60％，再一步优选为45％。
在本发明中，醇类溶液优选为在50～70min内添加完成，优选为60min；添加温度优选为25～60℃，优选为30～50℃，进一步优选为40℃。
本发明的另一目的是公开一种柔性羧甲基纤维素锂的制备方法，将柔性羧甲基纤维素钠与酸混合，得到柔性羧甲基纤维素氢，然后加入锂盐溶液反应得到柔性羧甲基纤维素锂。
在本发明中，得到柔性羧甲基纤维素氢后还包括纯水洗涤，过滤得到柔性羧甲基纤维素氢滤饼的操作。
在本发明中，酸优选为强酸(如盐酸或硫酸等)，酸的质量浓度为15～60％，所述锂盐溶液优选为碳酸锂、硝酸锂、氢氧化锂和醋酸锂中的一种或几种，所述锂盐溶液的质量浓度为5～15％；柔性羧甲基纤维素钠、酸和锂盐的质量比为1：10～20：0.5～3，优选为1：12～18:：1～2.5，进一步优选为1：15：2。
本发明的再一目的是公开一种柔性羧甲基纤维素醚在电池电极材料中的应用。
下面将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。
实施例1
将破碎后的纤维素与1.2倍氢氧化钠溶液、1.8倍乙醇加入反应釜中进行碱液润涨反应，润涨时间为80min，温度在30℃，期间抽真空充氮保护，在60min内加入1.1倍异丙醇溶液和0.3倍一氯甲烷，温度控制在40℃，逐渐升温至73℃，继续反应120min，得到粗制柔性羧甲基纤维素钠产品，经过洗涤、中和、离心、汽提、干燥、粉碎后得到柔性羧甲基纤维素钠。
本实施例中，氢氧化钠溶液的质量浓度为40％，乙醇的质量浓度为96％，异丙醇溶液的质量浓度为95％，一氯甲烷的纯度为92％。
实施例2
将破碎后的纤维素与1.2倍氢氧化钠溶液、1.8倍异丙醇加入反应釜中进行碱液润涨反应，润涨时间80min，温度在25℃，期间抽真空充氮保护，在60min内加入加入1.0倍氯乙酸乙醇溶液，温度控制在60℃，逐渐升温至78℃，继续反应110分钟，得到粗制羧甲基纤维素钠产品，经过精制提纯粉碎后得到羧甲基纤维素钠半成品。羧甲基纤维素钠半成品与1.2倍氢氧化钠溶液、0.2倍一氯甲烷，投入反应釜中，反应60min，温度控制在30℃，升温至90℃继续反应60min，得到粗制柔性羧甲基纤维素钠产品，经过洗涤、中和、离心、汽提、干燥、粉碎后得到柔性羧甲基纤维素钠。
本实施例中，氢氧化钠溶液的质量浓度均为45％，异丙醇溶液的质量浓度为95％，氯乙酸乙醇溶液的质量浓度为50％，一氯甲烷的纯度为93％。
实施例3
将破碎后的纤维素与1.2倍氢氧化钠溶液、0.4倍一氯乙烷，投入反应釜中，期间驱氧充氮保护，反应60min，温度控制在70℃，升温至80℃继续反应60min，经过洗涤、中和、离心、干燥、粉碎后得到半成品，半成品与1.2倍氢氧化钠溶液、1.8倍乙醇加入反应釜中进行碱液润涨反应，润涨时间80min，温度在20℃，期间抽真空充氮保护，在60min内加入1.0倍异丙醇溶液，温度控制在50℃，逐渐升温至80℃，继续反应120min，得到粗制柔性羧甲基纤维素钠产品，经过洗涤、中和、离心、汽提、干燥、粉碎后得到柔性羧甲基纤维素钠。
本实施例中，氢氧化钠溶液的质量浓度均为50％，一氯乙烷的纯度为93％，乙醇的质量浓度为95％，异丙醇溶液的质量浓度为93％。
实施例4
将实施例1得到柔性羧甲基纤维素钠，加入15倍的盐酸中，反应15min，得到柔性羧甲基纤维素氢，加入纯水，洗涤提纯，然后过滤的得到滤饼。将滤饼加入2倍醋酸锂溶液中混匀，反应90min，得柔性羧甲基纤维素锂。
本实施例中，盐酸质量浓度为30％，醋酸锂溶液浓度为8％。
实施例5
本实施例与实施例1的区别仅在于将氢氧化钠溶液替换为氢氧化锂溶液，得到柔性羧甲基纤维素锂。
实施例6
本发明实施例与实施例2的区别仅在于将氢氧化钠溶液替换为氢氧化钾溶液，得到柔性羧甲基纤维素钾。
实施例7
本发明实施例与实施例3的区别仅在于将氢氧化钠溶液替换为氢氧化锂溶液，得到柔性羧甲基纤维素锂。
本发明所有实施例中所述倍数关系均为质量比。
对实施例1～4得到的柔性羧甲基纤维素醚的玻璃化温度进行检测，检测结果如表1所示：
表1玻璃化温度检测结果表
| 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | |
| 玻璃化温度(℃) | 47 | 49 | 49 | 48 |
从表1可以看到本发明制备的柔性羧甲基纤维素醚的玻璃化温度较低，普通羧甲基纤维素醚产品玻璃化温度大概在55-60℃，有利于改善涂层的脆性，提高涂布速度。
实验例1
按照重量份计，称取石墨96份，导电炭黑1份，实施例1制备的柔性羧甲基纤维素钠1份，丁苯胶乳2份(柔性羧甲基纤维素钠作为悬浮稳定剂与粘结剂)。
①将柔性羧甲基纤维素钠与去离子水混合，搅拌完成后溶液静置12h。
②将石墨，导电炭黑混合均匀后加入步骤①中的溶液，高速搅拌混合分散2h。
③降低搅拌速度加入丁苯胶乳0.5h，得到浆料。
④利用去离子水将浆料粘度调节至4872mPa.s，浆料固含量为47.9％。
⑤将浆料涂覆在负极集流体铜箔上，涂布速度为100m/min。
实验例2
按照重量份计，称取石墨96份，导电炭黑1份，实施例4柔性羧甲基纤维素锂1份，丁苯胶乳2份(柔性羧甲基纤维素钠作为悬浮稳定剂与粘结剂)。
①将柔性羧甲基纤维素锂与去离子水混合，搅拌完成后溶液静置12h。
②将石墨，导电炭黑混合均匀后加入步骤①中的溶液，高速搅拌混合分散2h。
③降低搅拌速度加入丁苯胶乳0.5h，得到浆料。
④利用去离子水将浆料粘度调节至4983mPa.s，浆料固含量为48.7％。
⑤将浆料涂覆在负极集流体铜箔上，涂布速度为100m/min。
对比例1
将实施例1制备的柔性羧甲基纤维素钠替换为普通市售羧甲基纤维素钠(重庆力宏精细化工有限公司，BCQ系列)，其余操作同实验例1，最后将浆料涂覆在负极集流体铜箔上，涂布速度为80/min。
电芯制作与电化学性能测试
采用实验例1～2和对比例1得到的负极极片搭配磷酸铁锂体系的正极极片，卷绕成500mAh电芯，测试电芯性能数据如表2和表3所示(每组平行实验3次)。
表2电化学性能测试结果
表3循环容量保持率
从表2和表3的数据可以看出柔性羧甲基纤维素钠和柔性羧甲基纤维素锂在电芯首效上面与常规纤维素产品无差异，在循环容量保持率上优于常规纤维素产品。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (10)
1.一种柔性羧甲基纤维素醚，其特征在于，所述柔性羧甲基纤维素醚的取代度为0.2～2，非离子型基团的质量含量为0.5～60％，所述柔性羧甲基纤维素醚包括柔性羧甲基纤维素钠、柔性羧甲基纤维素钾、柔性羧甲基纤维素锂和柔性羧甲基纤维素氨中的一种或几种。
2.权利要求1所述的一种柔性羧甲基纤维素醚的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)将纤维素、碱液和醇混合，在保护气氛下进行润涨反应；
2)润涨反应结束后，加入醇类溶液和非离子基反应物进行反应得到柔性羧甲基纤维素醚。
3.根据权利要求2所述的一种柔性羧甲基纤维素醚的制备方法，其特征在于，所述步骤1)中的碱液为氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液、氢氧化锂溶液和氨水中的一种，碱液的质量浓度为9～52％，所述醇为乙醇或异丙醇，所述保护气氛为氮气气氛或稀有气体气氛；
所述步骤1)中纤维素、碱液和醇的质量比为1：1.1～1.3：1.7～2，润涨反应的温度为20～50℃，润涨反应的时间为60～90min；
所述步骤2)中醇类溶液为氯乙酸乙醇或异丙醇溶液，所述非离子基反应物为一氯甲烷、一氯乙烷、环氧乙烷和环氧丙烷中的一种或几种；
所述步骤2)中醇类溶液、非离子基反应物和纤维素的质量比为1～1.2：0.1～0.5：1，步骤2)中的反应温度为70～80℃，反应时间为100～150min。
4.权利要求1所述的一种柔性羧甲基纤维素醚的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)将纤维素、碱液和醇混合，在保护气氛下进行润涨反应；
2)润涨反应结束后，加入醇类溶液进行反应，得到纤维素醚半成品；
3)将纤维素醚半成品与碱液和非离子基反应物混合反应，得到柔性羧甲基纤维素醚。
5.根据权利要求4所述的一种柔性羧甲基纤维素醚的制备方法，其特征在于，所述步骤1)中的醇为乙醇或异丙醇，所述保护气氛为氮气气氛或稀有气体气氛；
所述步骤1)中纤维素、碱液和醇的质量比为1：1.1～1.3：1.7～2，所述润涨反应的温度为20～50℃，润涨反应的时间为60～90min；
所述步骤2)中醇类溶液为氯乙酸乙醇溶液或异丙醇溶液；
所述步骤2)中醇类溶液和纤维素的质量比为0.9～1.1：1，所述步骤2)中的反应温度为70～80℃，反应时间为100～150min；
所述步骤3)中的非离子基反应物为一氯甲烷、一氯乙烷、环氧乙烷和环氧丙烷中的一种或几种；
所述步骤3)中的纤维素醚半成品、碱液和非离子基反应物的质量比为1：1～1.3：0.1～0.5，步骤3)中的反应为先在20～75℃下反应50～70min，然后在75～95℃下反应50～70min；
所述步骤1)和步骤3)中碱液独立的为氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液、氢氧化锂溶液和氨水中的一种，碱液质量浓度独立的为9～52％。
6.权利要求1所述的一种柔性羧甲基纤维素醚的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)将纤维素、碱液和非离子基反应物混合，在保护气氛下进行反应；
2)将反应产物、碱液和醇混合，在保护气氛下进行润涨反应；
3)反应结束后加入醇类溶液进行反应，得到柔性羧甲基纤维素醚。
7.根据权利要求6所述的一种柔性羧甲基纤维素醚的制备方法，其特征在于，所述步骤1)中非离子基反应物为一氯甲烷、一氯乙烷、环氧乙烷和环氧丙烷中的一种或几种，所述步骤2)中的醇为乙醇或异丙醇，所述步骤3)中的醇类溶液为氯乙酸乙醇溶液或异丙醇溶液；
所述步骤1)和步骤2)中的碱液独立的为氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液、氢氧化锂溶液和氨水中的一种，碱液的质量浓度独立的为9～52％，所述步骤1)和步骤2)中的保护气氛独立的为氮气气氛或稀有气体气氛。
8.根据权利要求6或7所述的一种柔性羧甲基纤维素醚的制备方法，其特征在于，所述步骤1)中纤维素、碱液和非离子基反应物的质量比为1：1～1.3：0.1～0.5；所述步骤1)中的反应为先在20～75℃下反应50～70min，然后在75～95℃下反应50～70min；
所述步骤2)中反应产物、碱液和醇的质量比为1：1～1.3：1.7～2，步骤2)中润涨反应的温度为20～50℃，润涨反应的时间为60～90min；
所述反应产物与醇类溶液的质量比为1：0.9～1.1；步骤3)中的反应温度为70～80℃，反应时间为100～150min。
9.一种柔性羧甲基纤维素锂的制备方法，其特征在于，将柔性羧甲基纤维素钠与酸混合，得到柔性羧甲基纤维素氢，然后加入锂盐溶液反应得到柔性羧甲基纤维素锂。
10.权利要求1所述的柔性羧甲基纤维素醚在电池电极材料中的应用。
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2022
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