【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电池，具体涉及一种导电粘结剂及其制备方法、负极极片和钠离子电池。
技术介绍
1、能源，是人类赖以生存的基础。其中，电能作为一种高效的能量载体，已经成为了人类日常生活中普遍使用和必不可少的一种资源。目前各种储能技术中，以锂离子电池作为代表，其具有工作电压高、能量密度大、安全性好、循环性能好、工作温度宽、自放电现象不明显以及不存在记忆效应等特点，因此当前锂离子电池已成为首选的储能电池。然而锂资源的稀缺、锂资源地域分布差异以及高成本大大限制了锂离子电池在大规模储能方面的应用。
2、具有与锂离子电池相似储能机制的钠离子电池得到了广泛研究人员的关注。对于钠离子电池，钠元素在地壳中分布均匀且原料价格低廉。然而，研究表明应用最广泛的商业化锂离子电池负极材料---石墨，几乎不具备储钠性质。因此，寻找合适的钠离子电池负极材料对实现钠离子电池在大规模储能方面的应用至关重要。此外，非碳钠嵌入型负极相对较少，主要是少数过渡金属氧化物，其中大多数过渡金属氧化物的嵌钠电位太高而没有实际用途。合金化反应机制通常发生在较低的电势，因此有利于能量密度的大幅度提升。
3、近年来，锡基负极材料兼具高理论容量，自然资源丰富，堆积密度大，空气中稳定等优点成为研究热点。但其在脱嵌钠过程中存在巨大的体积膨胀，导致电池容量快速衰减。目前主流改进策略有两种方案，一是通过将锡粒径减小到纳米级，此方案存在制备困难，锡颗粒易团聚和粒径不均匀等问题，二是通过有弹性碳材料进行涂层/包覆等，但由于锡熔点(约231.9℃)较低，导致此方案在工艺上难度极大
4、同时，由于电极的制备需添加导电剂，过多占用电极体积，严重降低电极的体积能量密度；因此，如何克服上述存在的技术问题和缺陷成为重点需要解决的问题。
技术实现思路
1、针对锡基负极材料在脱嵌钠过程中存在巨大的体积膨胀，导致钠离子电池容量快速衰减的问题，本专利技术提供了一种导电粘结剂及其制备方法、负极极片和钠离子电池。
2、本专利技术解决上述技术问题所采用的技术方案如下：
3、本专利技术第一方面提供了一种导电粘结剂，包括：水系生物质材料与水溶性有机酸，所述水系生物质材料与所述水溶性有机酸聚合形成三维网络结构。
4、可选的，所述水系生物质材料与所述水溶性有机酸的质量比为1-9:9-1。
5、可选的，所述水系生物质材料包括糠醇(fa)、松柏醇、香豆醇、木糖醇、芥子醇、瓜尔胶、黄原胶、羧化壳聚糖及其衍生物中的一种或多种。
6、可选的，所述水溶性有机酸包括聚丙烯酸、r-聚谷氨酸、海藻酸、单宁酸中的一种或多种。
7、本专利技术第二方面提供了一种导电粘结剂的制备方法，包括以下步骤：
8、将水溶性有机酸、水系生物质材料溶于水中，混合得到导电粘结剂。
9、可选的，以所述导电粘结剂的重质量计为100％，所述水系生物质材料与所述水溶性有机酸总重量占所述导电粘结剂的百分比为2％-20％。
10、可选的，所述水系生物质材料与所述水溶性有机酸聚合温度为65℃～90℃，所述水系生物质材料与所述水溶性有机酸聚合时间为8-18h。
11、本专利技术第三方面提供了一种负极极片，包括负极活性物质层，所述负极活性物质层包括负极活性物质以及如上述所述的导电粘结剂，所述负极活性物质包括锡基活性物质。
12、可选的，以所述负极活性物质层的重质量计为100％，所述负极活性物质的重量占所述负极活性物质层的百分比为80％-95％；所述导电粘结剂的重量占所述负极活性物质层的百分比为5％-20％。
13、本专利技术第四方面提供了一种钠离子电池，包括如上述所述的负极极片、正极极片、电解液和隔膜，所述隔膜位于所述正极极片和所述负极极片之间。
14、根据本专利技术提供的导电粘结剂，通过使用水系生物质材料与水溶性有机酸经酯化反应形成三维网络结构的粘结剂，富含氧官能团，通过与电极颗粒形成氢键，可以提高锡基负极材料与负极极片的粘结力，同时可以有效缓解锡基负极材料在循环过程中的体积膨胀问题，极大改善钠离子电池的电化学性能，又可以降低生产成本及加工过程，提高生产效率；而且，水系生物质材料为低成本水系生物质材料，在降低成本的同时，也不会污染环境，具有优异的环保性能；同时，本申请的导电粘结剂具有碳碳共振体系和氧杂原子结构，因此，具有良好的离子扩散性能和电子传导特性，可通过减少导电剂的用量，降低电极孔隙率，提高压实，提高活性物质占比，达到提高钠离子电池能量密度的目的。
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1.一种导电粘结剂，其特征在于：包括：水系生物质材料与水溶性有机酸，所述水系生物质材料与所述水溶性有机酸聚合形成三维网络结构。
2.根据权利要求1所述的导电粘结剂，其特征在于：所述水系生物质材料与所述水溶性有机酸的质量比为1-9:9-1。
3.根据权利要求1所述的导电粘结剂，其特征在于：所述水系生物质材料包括糠醇(FA)、松柏醇、香豆醇、木糖醇、芥子醇、瓜尔胶、黄原胶、羧化壳聚糖及其衍生物中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的导电粘结剂，其特征在于：所述水溶性有机酸包括聚丙烯酸、r-聚谷氨酸、海藻酸、单宁酸中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的导电粘结剂的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：将水溶性有机酸、水系生物质材料溶于水中，混合得到导电粘结剂。
6.根据权利要求5所述的导电粘结剂的制备方法，其特征在于：以所述导电粘结剂的重质量计为100％，所述水系生物质材料与所述水溶性有机酸总重量占所述导电粘结剂的百分比为2％-20％。
7.根据权利要求5所述的导电粘结剂的制备方法，其特征在于：所述水系生物质材
8.一种负极极片，其特征在于：包括负极活性物质层，所述负极活性物质层包括负极活性物质以及如权利要求1～3任意一项所述的导电粘结剂，所述负极活性物质包括锡基活性物质。
9.根据权利要求8所述的负极极片，其特征在于：以所述负极活性物质层的重质量计为100％，所述负极活性物质的重量占所述负极活性物质层的百分比为80％-95％；所述导电粘结剂的重量占所述负极活性物质层的百分比为5％-20％。
10.一种钠离子电池，其特征在于：包括如权利要求8～9任意一项所述的负极极片、正极极片、电解液和隔膜，所述隔膜位于所述正极极片和所述负极极片之间。
...【技术特征摘要】
1.一种导电粘结剂，其特征在于：包括：水系生物质材料与水溶性有机酸，所述水系生物质材料与所述水溶性有机酸聚合形成三维网络结构。
2.根据权利要求1所述的导电粘结剂，其特征在于：所述水系生物质材料与所述水溶性有机酸的质量比为1-9:9-1。
3.根据权利要求1所述的导电粘结剂，其特征在于：所述水系生物质材料包括糠醇(fa)、松柏醇、香豆醇、木糖醇、芥子醇、瓜尔胶、黄原胶、羧化壳聚糖及其衍生物中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的导电粘结剂，其特征在于：所述水溶性有机酸包括聚丙烯酸、r-聚谷氨酸、海藻酸、单宁酸中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的导电粘结剂的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：将水溶性有机酸、水系生物质材料溶于水中，混合得到导电粘结剂。
6.根据权利要求5所述的导电粘结剂的制备方法，其特征在于：以所述导电粘结剂的重质量计为100％，所述水系生物...
【专利技术属性】
技术研发人员：徐娟，刘焱，李斌，赵国强，潘奕冰，
申请(专利权)人：惠州市豪鹏科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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