本公开涉及储能，具体涉及一种粘结剂，以及包含其的负极极片、锂离子电池和电子装置。
背景技术：
1、随着锂离子电池在电动汽车、可携带电子设备以及大型储能设备中的应用，对于锂离子电池能量密度的提升愈发迫切。行业内大量使用的石墨负极已经使电芯逐渐达到300wh/kg的能量密度极限，而硅材料由于拥有优越的克容量(3579mah/g)和低工作电压(0.4v vs li+/li)，有望成为下一代锂离子电池的理想负极材料。
2、然而硅材料在电芯中应用的最大问题便是其在充放电过程中存在巨大的体积膨胀(超过300％)。体积膨胀会导致含硅负极在循环过程中粉化，使得负极导电网络被破坏，而且硅颗粒的体积变化导致sei膜不断地破碎、生长，sei膜厚度便会在充放电过程中逐渐增加。
3、以上因素会导致硅负极容量下降严重、内阻急剧上升。为了解决硅膨胀的问题，业界提出了许多改进措施，例如优化硅颗粒的微观结构、用碳与硅进行复合或者包覆、使用更加适配的电解液抑制sei膜过度生长。但这些措施之中，最为经济且方便的手段之一便是使用新型负极粘结剂。粘结剂不仅能够抑制硅的体积膨胀，更可以跟电解液直接接触影响sei膜的形成。
技术实现思路
1、针对现有技术中存在的问题，本公开提供了一种新型的网状三维物理交联的高分子结构，以有效解决含硅负极所存在的体积膨胀的问题。
2、本公开提供了一种用于锂离子电池的粘结剂，其特征在于，所述粘结剂包括聚丙烯酰胺和瓜尔豆胶；并且所述聚丙烯酰胺和所述瓜尔豆胶的重量比为3:1至1:3。
3、在本公开内容的一个方面，其中，所述聚丙烯酰胺和所述瓜尔豆胶的重量比为2:1至1:2。
4、在本公开内容的一个方面，其中，所述聚丙烯酰胺和所述瓜尔豆胶的重量比为1:0.8至1:1.2。
5、在本公开内容的一个方面，其中，所述聚丙烯酰胺具有20万至200万的重均分子量。
6、本公开还提供了一种制备粘结剂的方法，所述方法选自方法a和方法b，其中，所述方法a包括以下步骤：
7、步骤1：将丙烯酰胺单体加入至水溶液中；
8、步骤2：升高所述水溶液的温度，并向所述水溶液中加入引发剂；
9、步骤3：进一步升高所述水溶液的温度，进行聚合反应；
10、步骤4：聚合完成后，经过沉降、洗涤和干燥，得到聚丙烯酰胺；
11、步骤5：将瓜尔豆胶和步骤4得到的所述聚丙烯酰胺溶于水溶液中，得到所述粘结剂的浆料；
12、所述方法b包括以下步骤：
13、步骤1：将瓜尔豆胶溶于水溶液中，将丙烯酰胺单体加入至另一水溶液中；
14、步骤2：将步骤1中的两份水溶液混合得到混合溶液，升高所述混合溶液的温度，并且向所述混合溶液中加入引发剂；
15、步骤3：进一步升高所述混合溶液的温度，进行聚合反应；
16、步骤4：聚合完成后，经过沉降、洗涤和干燥，得到固体产物；
17、步骤5：将步骤4得到的所述固体产物溶于水溶液中，得到所述粘结剂的浆料。
18、本公开还提供了一种锂离子电池的负极极片，所述负极极片包含上述粘结剂以及负极活性材料，其中，所述负极活性材料和所述粘结剂的质量比为98：2至80：20。
19、在本公开内容的一个方面，其中，所述负极活性材料选自纯硅、硅合金材料、硅碳复合材料或硅氧复合材料中的至少一种。
20、本公开还提供了一种锂离子电池，所述锂离子电池包括上述负极极片。
21、本公开还提供了一种电子装置，其特征在于，所述电子装置包括上述锂离子电池。
22、在本公开内容中，本公开所涉及的硅、硅碳复合材料或硅氧复合材料等负极活性材料，其表面存在羟基和微量的二氧化硅，从而使得负极活性材料可以和富含羟基、羧基、酰胺键等极性键和带有氮、氧元素的官能团形成较强的次级作用力。
23、在本公开内容中，聚丙烯酰胺为硬度较高的高分子材料，玻璃化转变温度为150℃-170℃，由于其线性主链上具有大量酰胺键，因此其极性和静电作用力较强，对其他粒子具有良好的包覆功能；而瓜尔豆胶则属于柔性材料，其强度不高，但韧性优良，并且其主链的醚键中的氧原子带有孤对电子，能够与锂离子在传输过程中不断地络合和解离，帮助锂离子传输。
24、在本公开内容中，瓜尔豆胶和聚丙烯酰胺的质量比过大或者过小都会影响所得到的复合材料的性能，瓜尔豆胶质量比过大则由于其柔性成分过多，机械强度不足以抵抗硅颗粒在循环过程中的巨大体积变化导致的应力；质量比过小则材料过脆韧性不足，且不能形成良好的交联体系。
25、在本公开内容中，聚丙烯酰胺和瓜尔豆胶按照本公开所提供的比例混合后，可以在负极材料中形成物理交联的网状高分子结构。
26、在本公开内容的一个方面，其中，所述聚丙烯酰胺具有50万至150万的重均分子量。
27、在本公开内容的一个方面，其中，所述聚丙烯酰胺为直链型聚合物。
28、在本公开中，方法a即为在合成聚丙烯酰胺之后，将其与瓜尔豆胶进行物理混合；而方法b即为在瓜尔豆胶的水溶液中对丙烯酰胺单体进行原位聚合。
29、在本公开内容的一个方面，其中，在方法a和方法b中，所选用的瓜尔豆胶为1％溶液的粘度为2000-6000mpa·s的瓜尔豆胶。
30、在本公开内容的一个方面，其中，在方法a和方法b中，所选用的瓜尔豆胶为1％溶液的粘度为4500-5500mpa·s的瓜尔豆胶。
31、在本公开内容的一个方面，其中，所述方法a包括以下步骤：
32、步骤1：将丙烯酰胺单体加入至水溶液中，加入转子，在水浴或油浴中搅拌，同时向水溶液中通入氮气以除去氧气；
33、步骤2：升高所述水溶液的温度至35℃-50℃，并向所述水溶液中加入引发剂；
34、步骤3：进一步升高所述水溶液的温度至55℃-65℃，进行聚合反应；
35、步骤4：聚合完成后，经过沉降、洗涤和干燥，得到聚丙烯酰胺；
36、步骤5：将瓜尔豆胶和步骤4得到的所述聚丙烯酰胺溶于水溶液中，其中，所述瓜尔豆胶和步骤4得到的所述聚丙烯酰胺的质量比为2:1至1:2，得到所述粘结剂的浆料。
37、在本公开内容的一个方面，其中，所述方法b包括以下步骤：
38、步骤1：将瓜尔豆胶溶于水溶液中，将丙烯酰胺单体加入至另一水溶液中，加入转子，在水浴或油浴中搅拌；其中，所述瓜尔豆胶和所述丙烯酰胺单体的质量比为2:1至1:2，并且向两份水溶液中通入氮气以除去氧气；
39、步骤2：将步骤1中的两份水溶液混合得到混合溶液，升高所述混合溶液的温度至35℃-50℃，并且向所述混合溶液中加入引发剂；
40、步骤3：进一步升高所述混合溶液的温度至55℃-65℃，进行聚合反应；
41、步骤4：聚合完成后，经过沉降、洗涤和干燥，得到固体产物；
42、步骤5：将步骤4得到的所述固体产物溶于水溶液中，得到所述粘结剂的浆料。
43、在本公开内容的一个方面，其中，所述方法a和方法b中的聚合时间选自2至5小时，优选为3小时。
44、在本公开内容中，方法a的工艺操作较为简便，过程参数也比较容易控制，方法b所形成的网状交联网络更为均匀。
45、在本公开内容的一个方面，所述方法选自方法b。
46、有益效果：
47、本公开所提供的粘结剂包覆于含硅负极材料的表面，由于其具有的三维交联结构，能够有效抑制硅材料的膨胀，防止硅材料颗粒粉化或者含硅负极材料在充放电过程中sei生长过厚，从而改善锂离子电池整体的循环性能。
1.一种用于锂离子电池的粘结剂，其特征在于，所述粘结剂包括聚丙烯酰胺和瓜尔豆胶；并且
2.根据权利要求1所述的粘结剂，其中，所述聚丙烯酰胺和所述瓜尔豆胶的重量比为2:1至1:2。
3.根据权利要求2所述的粘结剂，其中，所述聚丙烯酰胺和所述瓜尔豆胶的重量比为1:0.8至1:1.2。
4.根据权利要求1所述的粘结剂，其中，所述聚丙烯酰胺具有20万至200万的重均分子量。
5.一种制备权利要求1-4任一项所述的粘结剂的方法，其特征在于，所述方法选自方法a和方法b，其中，所述方法a包括以下步骤：
6.一种锂离子电池的负极极片，其特征在于，所述负极极片包含权利要求1-4任一项所述的粘结剂以及负极活性材料，其中，所述负极活性材料和所述粘结剂的质量比为98：2至80：20。
7.根据权利要求6所述的负极极片，其中，所述负极活性材料选自纯硅、硅合金材料、硅碳复合材料或硅氧复合材料中的至少一种。
8.一种锂离子电池，其特征在于，所述锂离子电池包括权利要求6或7所述的负极极片。
9.一种电子装置，其特征在于，所述电子装置包括权利要求8所述的锂离子电池。
