本发明专利技术公开了一种分散剂及其制备方法和导电浆料，所述导电浆料包括以下重量份的组分：导电浆料用分散剂1～5份，导电剂1～5份，表面活性剂1～2份，溶剂85～105份；所述导电浆料用分散剂包括本发明专利技术中的取代的纤维素类分散剂。本发明专利技术中的导电浆料具有优异的粘度、细度稳定性，储存48h不出现沉淀，7天静置黏度变化≤1000cp，导电浆料的7天静置粒度变化≤1μm；且分散剂一方面可以起到增稠作用，另一方面能够促进导电浆料构筑三维导电网络，进一步提高导电浆料的稳定性并降低极片电阻率，同时分散剂优良的电化学稳定性能够让该导电浆料应用于高压场景。
1、锂电池作为一种具备高电压、高循环寿命、绿色环保的储能设备，已经在移动设备、交通工具等领域广泛应用。其中作为锂电池重要的组成，导电剂可以帮助极片构建有效的导电网络从而极大的提高导电粒子的传输能力，达到降低极片的电阻、提高锂电池的循环寿命和倍率充放电目的。碳纳米管(cnt)作为典型的一维碳材料，具有优良的导电特性，较高的长径比以及易于锂离子穿梭的介孔结构。较低的cnt添加量就能在电池活性物质之间形成有效的三维高导电网络，因此多应用于高端锂电池设计及生产制造中。然而cnt同时具备纳米粒子效应及cnt管束间相互缠绕作用，导致碳纳米管不易分散而形成大量聚集体，阻碍了cnt在正负极浆料中均匀分布。通过搅拌、研磨、超声等物理方式可以将cnt团聚体打散，同时使用小分子表面活性剂及大分子聚合物分散剂将cnt制备成各种稳定分散的浆料，最终以浆料的形式应用于锂离子电池生产。在锂离子电池制造过程中，小分子表面活性剂会经过干燥过程离开锂离子极片，而大分子聚合物分散剂存留作为极片的一部分，参与锂电池循环过程。因此大分子聚合物分散剂的选择不仅需要考虑到对浆料的稳定，同时需要考虑对极片的影响。
>4、本专利技术的目的之四在于提供一种正极浆料。5、本专利技术的目的之五在于提供一种分散剂和/或导电浆料和/或正极浆料在电池领域中的应用。
6、为了实现上述目的，本专利技术所采取的技术方案是：
7、本专利技术的第一个方面提供了一种分散剂，所述分散剂的结构式为：
8、
9、r为os03h-on02h
10、r2为
11、n为8～32中的自然数。
12、优选地，所述r1的取代度为0.5～2。
13、优选地，所述r2的取代度为0.1～1.5。r2官能团可以增强分散剂与碳纳米管之间的相互作用，能够对碳纳米管具有锚固效应。
14、优选地，所述r2官能团的质量占纤维素衍生物分散剂总质量的5％～25％。
15、优选地，所述分散剂在n-甲基吡咯烷酮中的溶解度大于2g/100g。
16、本专利技术的第二个方面提供了本专利技术第一个方面提供的分散剂的制备方法，包括以下步骤：
17、s1：将纤维素与碱反应，得到碱化纤维素；
18、s2：将碱化纤维素与取代试剂a反应，得到r1取代的纤维素；
19、s3：将r1取代的纤维素与取代试剂b反应，得到所述分散剂；
20、所述取代试剂a选自硫酸、硝酸、乙酸、丙烯腈；
21、所述取代试剂b选自丙烯腈、1-乙烯基吡咯烷酮、苯乙烯。
22、本专利技术在制备分散剂时，先进行r1官能团的取代，增加纤维素的亲油性，使r1取代的纤维素能够在nmp中具有较好的溶解度，然后再进行r2官能团的取代，增加分散剂对碳纳米管的亲和力。
23、优选地，所述碱选自氢氧化钠、氢氧化钾中的至少一种。
24、优选地，所述步骤s1中，反应温度为20～40℃。
25、优选地，所述步骤s1中，反应时间为20～30h。
26、优选地，所述步骤s2中，反应温度为20～40℃。
27、优选地，所述步骤s2中，反应时间为1～5h。增加步骤s2的反应时间或升高步骤s2的反应温度可以调整r1官能团的取代度，r1官能团可以提高分散剂在有机溶剂中的溶解度。
28、优选地，所述步骤s3中还加入了引发剂。
29、优选地，引发剂选自过硫酸钠、过硫酸铵、过硫酸钾、硝酸铈铵中的至少一种。
30、优选地，所述步骤s3的反应温度为55～75℃。
31、优选地，所述步骤s3的反应时间为1～5h。
32、优选地，所述步骤s3是在惰性气体保护下进行。
33、优选地，所述惰性气体选自氩气、氮气、氙气中的至少一种。
34、本专利技术的第三个方面提供了一种导电浆料，包括以下重量份的组分：导电浆料用分散剂1～5份，导电剂1～5份，表面活性剂1～2份，溶剂85～105份；所述导电浆料用分散剂包括本专利技术第一个方面提供的分散剂。
35、优选地，所述导电剂选自多壁碳纳米管、寡壁碳纳米管、单壁碳纳米管中的至少一种。
36、优选地，所述导电浆料用分散剂还包括聚乙烯吡咯烷酮。
37、优选地，所述表面活性剂选自十六烷基三甲基溴化铵、n,n’-二(十二烷基)草酰胺、十二烷基苯磺酸钠中的至少一种。
38、优选地，所述溶剂包括n-甲基吡咯烷酮。
39、优选地，所述导电浆料的制备方法为：将部分分散剂、部分溶剂、表面活性剂、导电剂混合并研磨分散，再加入剩余分散剂和剩余溶剂，继续研磨制得。进一步优选地，所述导电浆料的制备方法为：将聚乙烯吡咯烷酮溶解于溶剂中，加入表面活性剂、导电剂，在砂磨机中以1000～10000rpm进行研磨分散，再加入溶解有本专利技术第一个方面提供的分散剂的溶剂，继续研磨制得。
40、本专利技术的第四个方面提供了一种正极浆料，包括以下重量份的组分：本专利技术第三个方面提供的导电浆料10～50份，活性材料90～95份，粘结剂1～5份，溶剂15～35份。
41、优选地，所述活性材料选自三元材料、磷酸铁锂材料、钴酸锂材料、锰酸锂材料。
42、优选地，所述粘结剂包括聚偏氟乙烯。
43、优选地，所述溶剂包括n-甲基吡咯烷酮。
44、优选地，所述正极浆料的制备方法为：先将粘结剂与溶剂混合，再依次与正极活性材料、导电浆料混合，制得所述正极浆料。
45、本专利技术的第五个方面提供了本专利技术第一个方面提供的分散剂和/或本专利技术第三个方面提供的导电浆料和/或本专利技术第四个方面提供的正极浆料在电池领域中的应用。
46、本专利技术的有益效果是：本专利技术中的分散剂通过对纤维素上的羟基进行r1和r2官能团的取代，一方面使取代后的纤维素在有机溶剂例如n-甲基吡咯烷酮中的溶解度显著提高；另一方面所引入的取代基对常用的碳类导电剂例如碳纳米管具有锚固作用，可以达到在有机溶剂中稳定分散碳类导电剂的作用。
47、本专利技术中的导电浆料具有优异的粘度、细度稳定性，储存48h不出现沉淀，7天静置黏度变化≤1000cp，导电浆料的7天静置粒度变化≤1μm；且分散剂一方面可以起到增稠作用，另一方面能够促进导电浆料构筑三维导电网络，进一步提高导电浆料的稳定性并降低极片电阻率，同时分散剂优良的电化学稳定性能够让该导电浆料应用于高压场景。
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【技术保护点】
1.一种分散剂，其特征在于：所述分散剂的结构式为：
2.根据权利要求1所述的分散剂，其特征在于：所述R1的取代度为0.5～2；和/或，所述R2的取代度为0.1～1.5。
3.权利要求1或2所述的分散剂的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的分散剂的制备方法，其特征在于：所述步骤S3中还加入了引发剂；引发剂选自过硫酸钠、过硫酸铵、过硫酸钾、硝酸铈铵中的至少一种。
5.根据权利要求3所述的分散剂的制备方法，其特征在于：所述步骤S3的反应温度为55～75℃。
6.一种导电浆料，其特征在于：包括以下重量份的组分：导电浆料用分散剂1～5份，导电剂1～5份，表面活性剂1～2份，溶剂85～105份；所述导电浆料用分散剂包括权利要求1或2任一项所述的分散剂。
7.根据权利要求6所述的导电浆料，其特征在于：所述导电剂选自多壁碳纳米管、寡壁碳纳米管、单壁碳纳米管中的至少一种；
8.一种正极浆料，其特征在于：包括以下重量份的组分：权利要求6或7所述的导电浆料10～50份，活性材料90～95份，粘结剂1～5份，溶剂15～35份。
9.根据权利要求8所述的正极浆料，其特征在于：所述活性材料选自三元材料、磷酸铁锂材料、钴酸锂材料、锰酸锂材料；
10.权利要求1～2任一项所述的分散剂和/或权利要求6～7任一项所述的导电浆料和/或权利要求8～9任一项所述的正极浆料在电池领域中的应用。
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【技术特征摘要】
1.一种分散剂，其特征在于：所述分散剂的结构式为：
2.根据权利要求1所述的分散剂，其特征在于：所述r1的取代度为0.5～2；和/或，所述r2的取代度为0.1～1.5。
3.权利要求1或2所述的分散剂的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的分散剂的制备方法，其特征在于：所述步骤s3中还加入了引发剂；引发剂选自过硫酸钠、过硫酸铵、过硫酸钾、硝酸铈铵中的至少一种。
5.根据权利要求3所述的分散剂的制备方法，其特征在于：所述步骤s3的反应温度为55～75℃。
6.一种导电浆料，其特征在于：包括以下重量份的组分：导电浆料用分散剂1～5份，导电剂1～5份，表面活性剂1～2...
【专利技术属性】
技术研发人员：邹稳，吴忠营，葛志强，简达培，王凯纯，
申请(专利权)人：佛山市格瑞芬新能源有限公司，
类型：发明
国别省市：
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