聚合物、制备方法、分散剂、正极浆料、正极极片、二次电池和用电装置制造方法及图纸

本申请提供了一种聚合物、制备方法、分散剂、正极浆料、正极极片、二次电池和用电装置，该聚合物包含式Ⅰ所示的结构，其中X包含羧基、酯基、磺酸基、磺酸酯基、磷酸基、磷酸酯基中的至少一种，X'包含非极性基团，L包含式Ⅱ所示的结构单元，其中R1包含C1‑

【技术实现步骤摘要】
聚合物、制备方法、分散剂、正极浆料、正极极片、二次电池和用电装置


[0001]本申请涉及二次电池
，尤其涉及一种聚合物、制备方法、分散剂、正极浆料、正极极片、二次电池和用电装置。

技术介绍

[0002]近年来，二次电池广泛应用于水力、火力、风力和太阳能电站等储能电源系统，以及电动工具、电动自行车、电动摩托车、电动汽车、军事装备、航空航天等多个领域。
[0003]正极极片作为二次电池的主要构成部分直接影响了二次电池的应用性能，正极极片一般由集流体、正极活性物质、导电剂、粘结剂组成。然而，正极活性物质一般为纳米级材料，其具有较大的比表面积，导致其表面活性更高，正极浆料匀浆的过程中极易发生团聚现象，形成较大的团聚体，影响电极的涂布效果，使得其制备的极片的电导率低，直接影响电池的电化学性能。现有技术中一般添加分散剂用于改善浆料的分散性，然而现有技术中的分散剂无法适用于包含不同工艺生产的不同石墨化度的正极活性物质的浆料体系，现有技术中的分散剂的通用性差，不利于制造成本的降低。因此，需要开发出一种新的分散剂，以适用于包含不同工艺生产的正极活性物质的浆料体系。

技术实现思路

[0004]本申请是鉴于上述课题而进行的，其目的在于提供一种聚合物，以该聚合物作为分散剂，以适应不同石墨化度的正极活性物质，能够提高包含不同石墨化度的正极活性物质的浆料体系的分散性，可以有效提高浆料的固含量，减缓浆料的凝胶现象，降低极片的膜片电阻，改善极片的柔韧性，提高电池的首次库伦效率和高温循环性能。
[0005]本申请的第一方面提供一种聚合物，聚合物包含式Ⅰ所示的结构，式Ⅰ其中X包含羧基、酯基、磺酸基、磺酸酯基、磷酸基、磷酸酯基中的至少一种，X'包含非极性基团；L包含式Ⅱ所示的结构单元，式Ⅱ其中R1包含C1‑
12
亚烷基、C6‑
12
亚芳香基或，R2包含C1‑
12
亚
式
Ⅰ‑
4其中a1、a2各自独立地为2
‑
12之间的整数，R4、R5各自独立地包含氢、C1‑
12
烷基、C1‑
12
烷基醇、中的至少一种，R6、R7、R8各自独立地包含氢、C1‑
12
烷基、C1‑
12
烷基醇、、中的至少一种，其中R9、R
10
各自独立地包含C1‑
12
亚烷基，R
11
包含C1‑
12
烷基或C6‑
30
芳香基。
[0010]在任意实施方式中，聚合物包含式
Ⅰ‑
1、式
Ⅰ‑
2、式
Ⅰ‑
4所示的结构中的至少一种，式
Ⅰ‑
1式
Ⅰ‑
2式
Ⅰ‑
4其中a1、a2各自独立地为2
‑
12之间的整数，R4、R5各自独立地包含C1‑
12
烷基醇、中的至少一种，R8包含氢、C1‑
12
烷基醇、、中的至少一种，其中R9、R
10
各自独立地包含C1‑
12
亚烷基，R
11
包含C1‑
12
烷基或C6‑
30
芳香基。
[0011]在任意实施方式中，所述式Ⅱ所示的结构单元中的R3包含氢。
[0012]式Ⅱ所示的结构单元中的R3包含氢，可以与正极活性物质表面的氧原子产生氢键作用，进一步增加聚合物对浆料的分散作用，提高浆料的固含量，减缓浆料的凝胶现象，改善极片的柔韧性，降低极片的膜片电阻，提高电池的首次库伦效率和高温存储性能。
[0013]在任意实施方式中，R1包含，R2包含，其中n1或n2为0，m1、m2各自独立地为3
‑
60之间的整数。
[0014]聚合物含有聚氧化乙烯链段或聚氧化乙烯
‑
氧化丙烯链段，可以改善聚合物的柔顺性，降低极片冷压过程中颗粒间的滑移阻力，提高极片的柔韧性，提高电池的首次库伦效率和高温存储性能。
[0015]在任意实施方式中，R1包含，R2包含，其中n1、n2各自独立地为1
‑
60之间的整数、m1、m2各自独立地为3
‑
30之间的整数。
[0016]聚合物含有聚氧化乙烯
‑
氧化丙烯链段，可以进一步改善聚合物的柔顺性，降低极片冷压过程中颗粒间的滑移阻力，提高极片的柔韧性，降低极片的膜片电阻，提高电池的首次库伦效率和高温存储性能。
[0017]在任意实施方式中，L中的式Ⅱ所示的结构单元的重复数为3
‑
100。
[0018]控制式Ⅱ所示的结构单元的重复数在合适范围内，能够保证聚合物有足够数量的酰胺基，能够保证聚合物产生足够的分子间诱导力，与浆料体系中的固体颗粒之间形成足够的分子间作用力，提高聚合物的分散能力。同时合适数量的式Ⅱ所示的结构单元，使得聚合物在浆料体系中具有优异的溶解性，聚合物在浆料体系中充分伸展，使得聚合物可以起到分散剂的作用。
[0019]在任意实施方式中，X'包含C3‑
30
烷基、C6‑
30
芳香基中的至少一种。
[0020]在任意实施方式中，聚合物的重均分子量为1500g/mol
‑
70000g/mol。
[0021]在任意实施方式中，聚合物的玻璃化转变温度为50℃
‑
200℃。
[0022]在任意实施方式中，聚合物在1标准大气压下的熔点为70℃
‑
300℃。
[0023]在任意实施方式中，聚合物的亲水亲油平衡值为6
‑
16。
[0024]在任意实施方式中，聚合物的亲水亲油平衡值为10
‑
12。
[0025]本申请的第二方面提供一种聚合物的制备方法，制备方法包括下列步骤：1）缩聚反应：将至少一种二元酸和至少一种二元胺聚合制备得到中间体聚合物，中间体聚合物包含式Ⅲ所示的结构，式Ⅲ其中Y'和Y各自独立地包含羧基或氨基；2）端基反应：将所述中间体聚合物的端基进行反应，得到包含式Ⅰ所示的结构的聚合物，式Ⅰ其中X包含羧基、酯基、磺酸基、磺酸酯基、磷酸基、磷酸酯基中的至少一种；X'包含非极性基团；L包含式Ⅱ所示的结构单元，
式Ⅱ其中R1包含C1‑
12
亚烷基、C6‑
12
亚芳香基或，R2包含C1‑
12
亚烷基、C6‑
12
亚芳香基或，R3包含氢或C1‑3烷基，其中EO表示
‑
CH2‑
CH2‑
O
‑
，PO表示
‑
CH(CH3)
‑
CH2‑
O
‑
，m1、m2各自独立地为3
‑
60之间的整数，n1、n2各自独立地本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
式
Ⅰ‑
4其中a1、a2各自独立地为2
‑
12之间的整数，R4、R5各自独立地包含氢、C1‑
12
烷基、C1‑
12
烷基醇、中的至少一种，R6、R7、R8各自独立地包含氢、C1‑
12
烷基、C1‑
12
烷基醇、、中的至少一种，其中R9、R
10
各自独立地包含C1‑
12
亚烷基，R
11
包含C1‑
12
烷基或C6‑
30
芳香基。3.根据权利要求1所述的聚合物，其特征在于，所述聚合物包含式
Ⅰ‑
1、式
Ⅰ‑
2、式
Ⅰ‑
4所示的结构中的至少一种，式
Ⅰ‑
1式
Ⅰ‑
2式
Ⅰ‑
4其中a1、a2各自独立地为2
‑
12之间的整数，R4、R5各自独立地包含C1‑
12
烷基醇、中的至少一种，R8包含氢、C1‑
12
烷基醇、、中的至少一种，其中R9、R
10
各自独立地包含C1‑
12
亚烷基，R
11
包含C1‑
12
烷基或C6‑
30
芳香基。4.根据权利要求1所述的聚合物，其特征在于，所述式Ⅱ所示的结构单元中的R3包括氢。5.根据权利要求1至4中任一项所述的聚合物，其特征在于，所述R1包含
，所述R2包含，其中n1或n2为0，m1、m2各自独立地为3
‑
60之间的整数。6.根据权利要求1至4中任一项所述的聚合物，其特征在于，所述R1包含，所述R2包含，其中n1、n2各自独立地为1
‑
60之间的整数、m1、m2各自独立地为3
‑
30之间的整数。7.根据权利要求1至4中任一项所述的聚合物，其特征在于，所述L中的式Ⅱ所示的结构单元的重复数为3
‑
100。8.根据权利要求1至4中任一项所述的聚合物，其特征在于，所述X'包含C3‑
30
烷基、C6‑
30
芳香基中的至少一种。9.根据权利要求1至4中任一项所述的聚合物，其特征在于，所述聚合物的重均分子量为1500g/mol
‑
70000g/mol。10.根据权利要求1至4中任一项所述的聚合物，其特征在于，所述聚合物的玻璃化转变温度为50℃
‑
200℃。11.根据权利要求1至4中任一项所述的聚合物，其特征在于，所述聚合物在1标准大气压下的熔点为70℃
‑
300℃。12.根据权利要求1至4中任一项所述的聚合物，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：李航皞，
申请(专利权)人：宁德时代新能源科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：