CN117362549A - 一种亲水交联聚合物及其制备方法、包含其的负极粘结剂 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及交联聚合物技术领域，特别涉及一种亲水交联聚合物及其制备方法、包含其的负极粘结剂。本申请提供的亲水交联聚合物由丙烯酸光固化树脂和硅烷偶联剂按照质量比250～500：1反应得到，所述丙烯酸光固化树脂由马来酸酐、聚乙二醇、吡咯与己二醇二丙烯酸酯反应得到。本申请利用丙烯酸光固化树脂和硅烷偶联剂发生自由基聚合形成亲水交联聚合物，丙烯酸光固化树脂的分子结构中包含碳链、桥环等疏水结构以及乙二醇链段等亲水结构，使得交联聚合物整体呈现出优异的亲水性，交联聚合物中含有一定的Si‑OH基团，能与硅纳米颗粒表面的Si‑OH交联，形成原位交联3D网络，同时具有一定的硬度和弹性模量，有效抑制硅膨胀。
Description
技术领域
本申请涉及交联聚合物技术领域，特别涉及一种亲水交联聚合物及其制备方法、包含其的负极粘结剂。
背景技术
电池负极材料主要分为碳材料与非碳材料两类。碳类指碳基体系，包括中间相碳微球、人造石墨、天然石墨和硬碳。非碳材料主要包括硅基材料、锡基材料、钛酸锂等，其中硅基负极材料是未来最可能大规模应用的新型负极材料之一。
硅基负极材料在电池充放电过程中存在体积膨胀大的问题，为了解决该问题，科研人员尝试从多方面对其性能进行改进。粘合剂的主要功能是在硅颗粒、导电添加剂和集流剂之间提供强大的粘附/凝聚力，以在充电/放电过程中保持电极基体的完整性，使这些关键部件保持电子接触，以实现可持续的循环性能。通过增加粘结剂的粘附力或是形成网络结构来限制材料的体积变化，可以解决硅基负极材料的体积膨胀问题。例如专利CN109428080A公开了一种负极粘结剂、负极极片与锂离子二次电池，该负极粘结剂为共聚物，共聚物的聚合物链中含有三种以上的具有羰基、胺基及硅氧烷基中一种或几种的乙烯基单元，且至少一种乙烯基单元具有硅氧烷基；专利CN112563478A公开了一种基于改性的合金型负极浆料及制备方法、二次电池，具体公开了使用海藻酸钠、聚乙烯醇、聚丙烯酸、硅烷偶联剂复配形成的聚合物粘结剂。虽然上述聚合形成的粘结剂体积能量密度高，但是实际应用中存在材料不易加工或需要一定的制胶温度或溶剂需求的问题，造成电极制造工艺中品质不易把控。
因此设计一种交联聚合物，用以提高电池倍率和循环性能，对电池制造的实际生产具有十分重要的意义。
发明内容
本申请实施例提供一种亲水交联聚合物，以解决相关技术中制备电池粘结剂过程中材料不易加工或需要满足温度或溶剂要求的问题。
第一方面，本申请提供了一种亲水交联聚合物，由丙烯酸光固化树脂和硅烷偶联剂按照质量比250～500：1反应得到，所述丙烯酸光固化树脂由马来酸酐、聚乙二醇、吡咯与己二醇二丙烯酸酯反应得到。
一些实施例中，所述硅烷偶联剂选用丙烯酸3-(三甲氧硅基)丙酯、甲基丙烯酸3-(三乙氧硅基丙酯)、甲基丙烯酰胺基丙基二甲基氯硅烷、三氯乙烯硅烷、乙烯基甲氧基硅烷、环戊基三氯硅烷或苯基三乙氧基硅烷中的一种或两种的混合。
一些优选实施例中，所述硅烷偶联剂选用甲基丙烯酸3-(三乙氧硅基丙酯)。
第二方面，本申请还提供了上述亲水交联聚合物的制备方法，包括以下步骤：
步骤S101，将丙烯酸光固化树脂加入水中，搅拌2～4h，得到丙烯酸光固化树脂溶液；
步骤S102，在氮气氛围下，保持60～80℃的温度条件，向丙烯酸光固化树脂溶液中加入硅烷偶联剂，搅拌8～12h，之后加入引发剂，在60～80℃的条件下加热反应40～60min，反应结束后，冷却，即得到亲水交联聚合物。
一些实施例中，所述丙烯酸光固化树脂通过以下过程制备：
步骤S201，将马来酸酐和聚乙二醇加入溶剂中，加热反应，得到聚乙二醇丙烯酸
步骤S202，将聚乙二醇丙烯酸和吡咯加入溶剂中，加热反应，得到聚乙二醇-吡咯桥环-丙烯酸
步骤S203，将聚乙二醇-吡咯桥环-丙烯酸与己二醇二丙烯酸酯加入溶剂中，加热反应，反应结束后，水洗、过滤，得到丙烯酸光固化树脂，其结构式如式Ⅰ所示：
式Ⅰ中，n的取值为9-45。
一些实施例中，马来酸酐与聚乙二醇的摩尔比为1：1-1.3；聚乙二醇丙烯酸与吡咯的摩尔比为1：1-1.3；聚乙二醇-吡咯桥环-丙烯酸与己二醇二丙烯酸酯的摩尔比为1：1.5-2。
一些实施例中，步骤S201中，加热反应的温度为40-70℃，反应时间为6-10h；步骤S202中，加热反应的温度为60-90℃，反应时间为8-12h；步骤S203中，加热反应的温度为60-80℃，反应时间为6-10h。
一些实施例中，所述引发剂选用过硫酸盐或水溶性偶氮引发剂中的一种或多种的混合。
第三方面，本申请提供了一种负极粘结剂，包括以下质量份的原料：亲水交联聚合物100份，氢氧化铵10份，支链型聚合物0.005～2.5份；所述支链型聚合物选用聚醚酰亚胺、聚乙烯醇或聚丙烯酰胺中的一种或多种的混合。
一些实施例中，所述支链型聚合物选用聚醚酰亚胺。
第四方面，本申请还提供了上述负极粘结剂的制备方法，包括以下步骤：将亲水交联聚合物和氢氧化铵混合，充分搅拌，得到亲水交联聚合物的碱络合物；室温条件下，向亲水交联聚合物的碱络合物中不断滴加支链型聚合物溶液，充分搅拌，得到负极粘结剂。
第五方面，本申请还提供了包括上述负极粘结剂的负极极片。
第六方面，本申请还提供了上述负极极片的制备方法，包括以下步骤：
步骤S301，将硅颗粒、负极粘结剂和导电剂混合，加入去离子水，搅拌均匀，直至混合材料呈现出均匀的泥浆状，颜色均匀，无明显组分的分离与颗粒感，得到硅负极浆料；
步骤S302，使用刮刀将硅负极浆料均匀涂覆在涂炭铜箔上；
步骤S303，对涂覆均匀的涂炭铜箔进行第一次干燥处理，之后进行辊压处理；
步骤S304，对辊压处理后的涂炭铜箔进行第二次干燥处理，之后切片，即得到负极极片。
一些实施例中，所述硅颗粒的粒径约为100nm。
一些实施例中，所述导电剂为导电炭黑；硅颗粒、负极粘结剂和导电剂的质量比为6：2：2。
一些实施例中，步骤S301中，所述负极粘结剂的固含量为10％；所述硅负极浆料的固含量为25～30％，硅负极浆料的粘度为2000～4000mPa·S。
一些实施例中，步骤S303中，第一次干燥处理的温度为80℃，时间为12h；步骤S304中，第二次干燥处理的温度为130℃，时间为12h。经过第一次干燥处理，NH3完成挥发，亲水交联聚合物与支链型聚合物发生离子交联；经过第二次干燥处理，亲水交联聚合物与支链型聚合物发生共价交联。
本申请提供的技术方案带来的有益效果包括：
1、本申请利用丙烯酸光固化树脂和硅烷偶联剂发生自由基聚合形成亲水交联聚合物，丙烯酸光固化树脂的分子结构中包含碳链、桥环等疏水结构以及乙二醇链段等亲水结构，使得交联聚合物整体呈现出优异的亲水性，交联聚合物中含有一定的Si-OH基团，能与硅纳米颗粒表面的Si-OH交联，形成原位交联3D网络，同时具有一定的硬度和弹性模量，有效抑制硅膨胀，溶胀率为2.8％-3.3％；
2、本申请提供的负极粘结剂的制备过程中，亲水交联聚合物中的-COOH与氨基在常温搅拌状态下发生络合形成亲水交联聚合物-NH3，之后在负极极片干燥过程中，氨气挥发，亲水交联聚合物和支链型聚合物发生交联，在这个过程中，氢氧化铵充当自主物理交联开关，实现了浆料制作工艺不变情况下，改善高性能阳极的剥离强度和机械性能，经试验测试，剥离强度为41.82-45.44N/m；
3、本申请提供的硅负极极片表现出优异的循环稳定性，200圈容量保持率为80.4％-84.7％。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例亲水交联聚合物的制备过程流程示意图。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
本申请实施例提供了一种亲水交联聚合物，其能解决相关技术中制备电池粘结剂过程中材料不易加工或需要满足温度或溶剂要求的问题。
下面结合实施例和对比例对本申请提供的亲水交联聚合物及其制备方法、包含其的负极粘结剂进行详细说明。
实施例1：
制备丙烯酸光固化树脂：将1mol马来酸酐与1mol聚乙二醇600加入三口烧瓶中，之后加入15mol乙酸乙酯，搅拌溶解，在40℃下反应6h后除去溶剂，得到聚乙二醇丙烯酸；向1mol聚乙二醇丙烯酸中加入1mol吡咯和20mol乙酸乙酯，在60℃下反应8h，反应完成后除去溶剂，水洗、过滤，得到聚乙二醇-吡咯桥环-丙烯酸；向1mol聚乙二醇-吡咯桥环-丙烯酸中加入1.5mol己二醇二丙烯酸酯和30mol乙酸乙酯，在60℃反应9h，反应完成后除去溶剂，经水洗、过滤，即得到丙烯酸光固化树脂，结构式见式Ⅰ：
式Ⅰ：n的取值为30。
制备亲水交联聚合物：将10g丙烯酸光固化树脂分散于50g去离子水中，并将其转移至配有冷凝管的反应器中，以600r/min的转速持续搅拌，接上加热套温度传感器，确保密闭性后通入氮气，持续10min；通氮除氧完毕后，保持氮气氛围不变开始升温，待温度上升至75℃时，加大氮气流流速，迅速加入0.025g甲基丙烯酰胺基丙基二甲基氯硅烷，继续搅拌10分钟后，加入过硫酸铵引发反应，保持搅拌，保持反应温度75℃，反应5h后冷却出料，即得到亲水交联聚合物，亲水交联聚合物的制备过程见图1。
制备负极粘结剂：按照每1g为一质量份，向10g亲水交联聚合物中加入3.6g氢氧化铵溶液(质量浓度28％)，在室温下搅拌2h后，得到亲水交联聚合物的碱络合物；将0.35g质量浓度为10％的聚乙烯醇不断滴加至亲水交联聚合物的碱络合物中，滴加完成后，在室温下搅拌9h,即得到负极粘结剂。
制备负极极片：称取硅粉末6g、负极粘结剂20g和导电炭黑6g混合，加入7.7g去离子水，利用MSK-PCV-300行星式真空离心混料机进行匀浆处理，直至混合材料呈现出均匀的泥浆状，颜色均匀，无明显组分的分离与颗粒感，得到硅负极浆料；使用10μm规格的刮刀式涂布器将硅负极浆料均匀涂覆在涂炭铜箔上并干燥，涂布面密度为4mg/cm2，涂层均匀致密，无肉眼可见杂质、气泡、漏涂等缺陷，将涂炭铜箔放置于真空干燥箱内，在大气压、80℃的条件下，对涂炭铜箔进行干燥处理12h，之后进行辊压处理，辊压压实密度为1.2mg/cm3；将辊压处理后的涂炭铜箔放置在真空干燥箱中，130℃下进行二次烘烤，烘烤时间12h，然后，利用切片机将干燥后的铜片均匀切割成圆片，并置于专业不含氧的手套箱中，即得到电池负极极片。
实施例2：
制备丙烯酸光固化树脂：将1mol马来酸酐与1.3mol聚乙二醇600加入三口烧瓶中，之后加入25mol乙酸乙酯，搅拌溶解，在70℃下反应10h后除去溶剂，得到聚乙二醇丙烯酸；向1mol聚乙二醇丙烯酸中加入1.3mol吡咯和40mol乙酸乙酯，在90℃下反应12h，反应完成后除去溶剂，经水洗、过滤，得到聚乙二醇-吡咯桥环-丙烯酸；向1mol聚乙二醇-吡咯桥环-丙烯酸中加入2mol己二醇二丙烯酸酯和40mol乙酸乙酯，在80℃反应10h，反应完成后除去溶剂，经水洗、过滤，即可得到光固化树脂。该光固化树脂的结构式见式Ⅰ，n的取值为35。
制备亲水交联聚合物：将10g丙烯酸光固化树脂分散于35g去离子水中，并将其转移至配有冷凝管的反应器中，以800r/min的转速持续搅拌，接上加热套温度传感器，确保密闭性后通入氮气，持续10min；通氮除氧完毕后，保持氮气氛围不变开始升温，待温度上升至80℃时，加大氮气流流速，迅速加入0.02g甲基丙烯酸3-(三乙氧硅基丙酯)，继续搅拌5分钟后，加入偶氮二氰基戊酸引发反应，保持搅拌，保持反应温度80℃，反应3h后冷却出料，即得到亲水交联聚合物。
制备负极粘结剂：按照每1g为一质量份，向10g亲水交联聚合物中加入3.6g氢氧化铵溶液(质量浓度28％)，在室温下搅拌2h后，得到亲水交联聚合物的碱络合物；将1g质量浓度为10％的聚丙烯酰胺不断滴加至亲水交联聚合物的碱络合物中，滴加完成后，在室温下搅拌8h,即得到负极粘结剂。
制备电池负极极片：制备过程同实施例1。
实施例3：
制备丙烯酸光固化树脂：将1mol马来酸酐与1.2mol聚乙二醇600加入三口烧瓶中，之后加入20mol乙酸乙酯，搅拌溶解，在50℃下反应8h后除去溶剂，得到聚乙二醇丙烯酸；向1mol聚乙二醇丙烯酸中加入1.1mol吡咯和30mol乙酸乙酯，在70℃下反应10h，反应完成后除去溶剂，经水洗、过滤，得到聚乙二醇-吡咯桥环-丙烯酸；向1mol聚乙二醇-吡咯桥环-丙烯酸中加入1.7mol己二醇二丙烯酸酯和35mol乙酸乙酯，在70℃反应8h，反应完成后除去溶剂，经水洗、过滤，即可得到光固化树脂。该光固化树脂的结构式见图1，n的取值为20。
制备亲水交联聚合物：将10g丙烯酸光固化树脂分散于40g去离子水中，并将其转移至配有冷凝管的反应器中，以500r/min的转速持续搅拌，接上加热套温度传感器，确保密闭性后通入氮气，持续10min；通氮除氧完毕后，保持氮气氛围不变开始升温，待温度上升至75℃时，加大氮气流流速，迅速加入0.03g苯基三乙氧基硅烷，继续搅拌5分钟后，加入过硫酸铵引发反应，保持搅拌，保持反应温度75℃，反应3h后冷却出料，即得到亲水交联聚合物。
制备负极粘结剂：按照每1g为一质量份，向10g亲水交联聚合物中加入3.6g氢氧化铵溶液(质量浓度28％)，在室温下搅拌2h后，得到亲水交联聚合物的碱络合物；将0.8g质量浓度为10％的聚醚酰亚胺不断滴加至亲水交联聚合物的碱络合物中，滴加完成后，在室温下搅拌8h,即得到负极粘结剂。
制备电池负极极片：制备过程同实施例1。
实施例4：
制备丙烯酸光固化树脂：制备过程同实施例3。
制备亲水交联聚合物：将10g丙烯酸分散于40g去离子水中，并将其转移至配有冷凝管的反应器中，以500r/min的转速持续搅拌，接上加热套温度传感器，确保密闭性后通入氮气，持续10min；通氮除氧完毕后，保持氮气氛围不变开始升温，待温度上升至70℃时，加大氮气流流速，迅速加入0.03g丙烯酸3-(三甲氧硅基)丙酯，继续搅拌5分钟后，加入过硫酸铵引发反应，保持搅拌，保持反应温度70℃，反应3h后冷却出料，即得到亲水交联聚合物。
制备负极粘结剂：按照每1g为一质量份，向10g亲水交联聚合物中加入3.6g氢氧化铵溶液(质量浓度28％)，在室温下搅拌2h后，得到亲水交联聚合物的碱络合物；将1g质量浓度为10％的聚丙烯酰胺不断滴加至亲水交联聚合物的碱络合物中，滴加完成后，在室温下搅拌8h,即得到负极粘结剂。
制备电池负极极片：制备过程同实施例1。
实施例5：
制备丙烯酸光固化树脂：制备过程同实施例3。
制备亲水交联聚合物：将10g丙烯酸分散于40g去离子水中，并将其转移至配有冷凝管的反应器中，以500r/min的转速持续搅拌，接上加热套温度传感器，确保密闭性后通入氮气，持续10min；通氮除氧完毕后，保持氮气氛围不变开始升温，待温度上升至75℃时，加大氮气流流速，迅速加入0.03g甲基丙烯酰胺基丙基二甲基氯硅烷，继续搅拌5分钟后，加入过硫酸铵引发反应，保持搅拌，保持反应温度75℃，反应3h后冷却出料，即得到亲水交联聚合物。
制备负极粘结剂：按照每1g为一质量份，向10g亲水交联聚合物中加入3.6g氢氧化铵溶液(质量浓度28％)，在室温下搅拌2h后，得到亲水交联聚合物的碱络合物；将15g质量浓度为10％的聚醚酰亚胺不断滴加至亲水交联聚合物的碱络合物中，滴加完成后，在室温下搅拌8h,即得到负极粘结剂。
制备电池负极极片：制备过程同实施例1。
对比例1：
对比例1中丙烯酸光固化树脂的制备过程同实施例3。
制备负极粘结剂：按照每1g为一质量份，向10g丙烯酸光固化树脂中加入3.6g氢氧化铵溶液(质量浓度28％)，在室温下搅拌2h后，得到丙烯酸光固化树脂的碱络合物；将0.5g质量浓度为10％的聚醚酰亚胺不断滴加至丙烯酸光固化树脂的碱络合物中，滴加完成后，在室温下搅拌8h,即得到负极粘结剂。
制备电池负极极片：制备过程同实施例1。
对比例2：
对比例2中丙烯酸光固化树脂、亲水交联聚合物、负极粘结剂的制备过程同实施例3；与实施例3不同的是负极极片的制备过程，具体为：称取硅粉末6g、负极粘结剂20g和导电炭黑6g混合，加入7.7g去离子水，利用MSK-PCV-300行星式真空离心混料机进行匀浆处理，直至混合材料呈现出均匀的泥浆状，颜色均匀，无明显组分的分离与颗粒感，得到硅负极浆料；使用10μm规格的刮刀式涂布器将硅负极浆料均匀涂覆在涂炭铜箔上并干燥，涂布面密度为4mg/cm2，涂层均匀致密，无肉眼可见杂质、气泡、漏涂等缺陷，将涂炭铜箔放置于真空干燥箱内，在大气压、80℃的条件下，对涂炭铜箔进行干燥处理12h，之后进行辊压处理，辊压压实密度为1.2mg/cm3；利用切片机将干燥后的铜片均匀切割成圆片，并置于专业不含氧的手套箱中，即得到电池负极极片。
性能测试：
(1)待实施例1-实施例5、对比例1-对比例2制得的负极粘结剂干燥成膜后，分别浸没于电解液(主要成分为1mol/L LiPF6溶解在碳酸乙烯酯(EC)和碳酸二甲酯(DMC)中(EC:DMC＝1:1,v/v)，加入质量分数2％的LiPO2F2和质量分数3％的氟代碳酸乙烯酯(FEC)作为添加剂)中，于60℃环境静置72h后，未观察到显著的体积和质量变化，溶胀率数据见表1，表1说明实施例1-实施例5制得的负极粘结剂具有良好的电解液耐受性，表1中SBR表示常规CMC+SBR(丁苯胶乳)构成的粘结剂。
(2)依据GBT 2790-1995《胶粘剂180°剥离强度试验方法》标准进行测定实施例1-实施例5、对比例1-对比例2的电池负极极片的剥离强度，依据数值的大小与常规CMC+SBR(丁苯胶乳)作比较，结果见表2，表2说明实施例1-实施例5制得的粘结剂具有较好的粘接力。
(3)在手套箱中，用镊子按照负极壳、锂片、电解液、隔膜、电解液、电池负极极片、不锈钢垫片、弹片、正极壳的顺序，组装纽扣电池，在新威电池测试仪上面进行0.5C恒流充放电测试，电压范围为0.01V-2.0V，电流密度为1000mAh·g-1。200圈容量保持率结果见表3，表3说明利用实施例1-实施例5的电池负极极片组装的电池表现出优异的循环稳定性。
表1：实施例1-实施例5的负极粘结剂的溶胀率
表2：实施例1-实施例5的负极粘结剂的剥离强度
表3：电池负极循环性能表
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例/方式”、“一些实施例/方式”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述意指结合该实施例/方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例/方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例/方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例/方式或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例/方式或示例以及不同实施例/方式或示例的特征进行结合和组合。
需要说明的是，在本申请中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。在本申请中，“多个”的含义是至少两个，例如两个、三个等，除非另有明确具体的规定。
以上所述仅是本申请的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的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申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请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申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (10)
1.一种亲水交联聚合物，其特征在于，由丙烯酸光固化树脂和硅烷偶联剂按照质量比250～500：1反应得到，所述丙烯酸光固化树脂由马来酸酐、聚乙二醇、吡咯与己二醇二丙烯酸酯反应得到。
2.根据权利要求1所述的亲水交联聚合物，其特征在于，所述硅烷偶联剂选用丙烯酸3-(三甲氧硅基)丙酯、甲基丙烯酸3-(三乙氧硅基丙酯)、甲基丙烯酰胺基丙基二甲基氯硅烷、三氯乙烯硅烷、乙烯基甲氧基硅烷、环戊基三氯硅烷或苯基三乙氧基硅烷中的一种或两种的混合。
3.权利要求1-2任一项所述亲水交联聚合物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S101，将丙烯酸光固化树脂加入水中，搅拌，得到丙烯酸光固化树脂溶液；
S102，在氮气氛围下，向丙烯酸光固化树脂溶液中加入硅烷偶联剂，之后加入引发剂，在60～80℃的条件下加热反应，反应结束后，冷却，即得到亲水交联聚合物。
4.根据权利要求3所述的亲水交联聚合物的制备方法，其特征在于，所述丙烯酸光固化树脂通过以下过程制备：
S201，将马来酸酐和聚乙二醇加入溶剂中，加热反应，得到聚乙二醇丙烯酸；
S202，将聚乙二醇丙烯酸和吡咯加入溶剂中，加热反应，得到聚乙二醇-吡咯桥环-丙烯酸；
S203，将聚乙二醇-吡咯桥环-丙烯酸与己二醇二丙烯酸酯加入溶剂中，加热反应，反应结束后，水洗、过滤，得到丙烯酸光固化树脂。
5.根据权利要求4所述的亲水交联聚合物的制备方法，其特征在于，马来酸酐与聚乙二醇的摩尔比为1：1-1.3；聚乙二醇丙烯酸与吡咯的摩尔比为1：1-1.3；聚乙二醇-吡咯桥环-丙烯酸与己二醇二丙烯酸酯的摩尔比为1：1.5-2。
6.根据权利要求4所述的亲水交联聚合物的制备方法，其特征在于，步骤S201中，加热反应的温度为40-70℃，反应时间为6-10h；步骤S202中，加热反应的温度为60-90℃，反应时间为8-12h；步骤S203中，加热反应的温度为60-80℃，反应时间为6-10h。
7.根据权利要求3所述的亲水交联聚合物的制备方法，其特征在于，所述引发剂选用过硫酸盐或水溶性偶氮引发剂中的一种或多种的混合。
8.一种负极粘结剂，其特征在于，包括以下质量份的原料：亲水交联聚合物100份，氢氧化铵10份，支链型聚合物0.005～2.5份；所述亲水交联聚合物为权利要求1-2任一项所述的亲水交联聚合物或利用权利要求3-7任一项所述的制备方法制得的亲水交联聚合物；所述支链型聚合物选用聚醚酰亚胺、聚乙烯醇或聚丙烯酰胺中的一种或多种的混合。
9.权利要求8所述负极粘结剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将亲水交联聚合物和氢氧化铵混合，充分搅拌，得到亲水交联聚合物的碱络合物；室温条件下，向亲水交联聚合物的碱络合物中不断滴加支链型聚合物溶液，充分搅拌，得到负极粘结剂。
10.一种负极极片，其特征在于，包括权利要求8所述的负极粘结剂或利用权利要求9所述制备方法制得的负极粘结剂。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311296693.9A CN117362549B (zh) | 2023-10-09 | 2023-10-09 | 一种亲水交联聚合物及其制备方法、包含其的负极粘结剂 |
Applications Claiming Priority (1)
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