【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及锂离子电池用粘合剂制备的，具体为一种聚丙烯酸锂及其制备方法和应用。
技术介绍
1、早在2006年聚丙烯酸(paa)就开始用作锂电池粘结剂，聚丙烯酸是具有大量羧基的线性长链结构，其结构上存在大量的羧酸基团，自身的分子链间通过氢键形成交联结构，能够与活性物质或导电剂颗粒形成强相互作用、提高粘结性能，还可以在电池循环过程中形成稳定的cei膜，提高了电极的稳定性。然而，该结构仍然存在局限性：第一，在cei膜形成过程中不可避免地会消耗一部分活性li+，导致电极性能的降低；第二，paa的线性长链结构使得分子链之间易于滑动，在受力后易发生永久变形而导致活性物质团聚，降低电极片的导电率。可以看出，聚丙烯酸类锂电池粘结剂难以实现其导电率、粘结性与稳定性的和谐统一，因此，如何改进聚丙烯酸类锂电池粘结剂的结构或制备方法以提高其多性能的统一是目前研究的重点。
2、聚丙烯酸锂(paa－li)作为一种新型固体粘结剂材料，既有较高的非结晶性，又有较好的力学性能，能够把离子导电性和高分子材料的粘弹性很好的结合起来，对于改善聚丙烯酸类锂电池粘结剂的性能具有突出的优势。目前，已有相关文献公开了有关聚丙烯酸锂的制备方法，例如，在现有技术中，专利号为cn109251257a的“聚丙烯酸锂及其制备方法、用途和锂离子电池”直接将聚丙烯酸与氢氧化锂混合反应，得到所述聚丙烯酸锂；又如，专利号为cn102250269a的“一种聚丙烯酸锂制备方法及聚丙烯酸锂与锂盐混合制备固体电解质膜方法”先以丙烯酸和氢氧化锂为原料制得丙烯酸锂，再将丙烯酸锂聚合制得聚丙烯
3、因此，本专利技术针对聚丙烯酸锂制备方法所存在的诸多不足，创造性地以聚丙烯酸钠为原料，对其进行酸化改性，再与氢氧化锂反应，旨在提供一种制备效率高、性能增强的聚丙烯酸锂。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种导电率高、粘结性好、稳定性强且制备效率高的聚丙烯酸锂的制备方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
2、为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
3、一种聚丙烯酸锂的制备方法，包括以下步骤：
4、步骤s1：将乙醇和浓硫酸一并倒入三口烧瓶中搅拌10－15min，混合均匀，获得酸酒；
5、步骤s2：将聚丙烯酸钠粉料加入步骤s1所得的酸酒中，于30－45℃恒温水浴搅拌条件下反应2－3h，用乙醇洗涤，获得部分酸化改性的聚丙烯酸钠；
6、步骤s3：准确称取氢氧化锂固体，在搅拌的条件下配制氢氧化锂溶液；
7、步骤s4：将步骤s2所得部分酸化改性的聚丙烯酸钠和步骤s3所得氢氧化锂溶液混合，并加入乙醇，于30－50℃和搅拌条件下反应2－3h，使得聚丙烯酸钠的酸化改性部分与氢氧化锂溶液中和，通过乙醇洗涤至ph为7－9，干燥后制得含钠聚丙烯酸锂固体。
8、优选的，步骤s1所述乙醇和浓硫酸的质量比为(0.12－0.15)：8。
9、优选的，步骤s2所述聚丙烯酸钠的分子量为80－3500万。
10、优选的，步骤s2所述部分酸化改性的聚丙烯酸钠的酸化度为60－75％。
11、优选的，步骤s3所述氢氧化锂溶液的浓度为0.8－1.2mol/l。
12、优选的，步骤s4所述部分酸化改性的聚丙烯酸钠和氢氧化锂的摩尔比为1：(0.5－2)。
13、优选的，所述搅拌的速率为110－150r/min。
14、优选的，步骤s4所述含钠聚丙烯酸锂固体中钠的含量为1－3％。
15、为达上述目的，本专利技术还提供了上述方法所制得的聚丙烯酸锂。
16、为达上述目的，本专利技术还提供了上述方法所制得的聚丙烯酸锂在锂离子电池中的应用。
17、与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
18、本专利技术创造性地以聚丙烯酸钠为原料，提供了一条全新的聚丙烯酸锂的制备方法：制备过程中首先对聚丙烯酸钠进行酸化改性，再添加氢氧化锂，升高温度，溶液中的锂离子进入部分酸化改性的聚丙烯酸钠交联网状结构中，并与酸化改性的聚丙烯酸钠羧基中的氢离子进行交换，由于聚丙烯酸钠长链中钠离子之间存在静电斥力，使得分子链充分舒展，不但有利于分子链的自由旋转，而且还可以促进锂离子的自由活动，提高了锂离子与氢离子交换率，加快了反应速率，并且避免了活性物质团聚以提高电极片的导电率；此外，钠离子的半径大于锂离子的半径，制备过程中，在加热的情况下，部分钠离子(其活性较低)被溶液中的水分子吸收而进入溶液体系中，其占据的聚丙烯酸钠位点被半径较小的锂离子所占据，因此所形成的聚丙烯酸锂更有利于承受活性物质(锂离子)体积膨胀产生的应力，从而提升了其稳定性。综上，本专利技术制得了同时具备高粘结力和离子导电性的聚丙烯酸锂产品，并改善了聚丙烯酸锂粘结剂的柔性和稳定性。
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1.一种聚丙烯酸锂的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述聚丙烯酸锂的制备方法，其特征在于：步骤S1所述乙醇和浓硫酸的质量比为(0.12－0.15)：8。
3.根据权利要求1所述聚丙烯酸锂的制备方法，其特征在于：步骤S2所述聚丙烯酸钠的分子量为80－3500万。
4.根据权利要求1所述聚丙烯酸锂的制备方法，其特征在于：步骤S2所述部分酸化改性的聚丙烯酸钠的酸化度为60－75％。
5.根据权利要求1所述聚丙烯酸锂的制备方法，其特征在于：步骤S3所述氢氧化锂溶液的浓度为0.8－1.2mol/L。
6.根据权利要求1所述聚丙烯酸锂的制备方法，其特征在于：步骤S4所述部分酸化改性的聚丙烯酸钠和氢氧化锂的摩尔比为1：(0.5－2)。
7.根据权利要求1所述聚丙烯酸锂的制备方法，其特征在于：所述搅拌的速率为110－150r/min。
8.根据权利要求1所述聚丙烯酸锂的制备方法，其特征在于：步骤S4所述含钠聚丙烯酸锂固体中钠的含量为1－3％。
9.根据权利要求1至8任意一项所述
10.根据权利要求1至8任意一项所述方法所制得的聚丙烯酸锂或者权利要求9所述聚丙烯酸锂在锂离子电池中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种聚丙烯酸锂的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述聚丙烯酸锂的制备方法，其特征在于：步骤s1所述乙醇和浓硫酸的质量比为(0.12－0.15)：8。
3.根据权利要求1所述聚丙烯酸锂的制备方法，其特征在于：步骤s2所述聚丙烯酸钠的分子量为80－3500万。
4.根据权利要求1所述聚丙烯酸锂的制备方法，其特征在于：步骤s2所述部分酸化改性的聚丙烯酸钠的酸化度为60－75％。
5.根据权利要求1所述聚丙烯酸锂的制备方法，其特征在于：步骤s3所述氢氧化锂溶液的浓度为0.8－1.2mol/l。
【专利技术属性】
技术研发人员：邱磊，邓成雨，杨勇，王佩岚，
申请(专利权)人：绿能纤材重庆科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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