【技术实现步骤摘要】
本申请涉及锂电池，尤其涉及一种无氟聚合物、其制备方法及应用、绝缘涂层及其制备方法、二次电池、用电装置。
技术介绍
1、近年来，锂离子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。
2、随着电池应用范围越来越广泛，保证电池的安全性能，是电池生产和应用中的关键。因短路引发的电池热失控，是影响电池安全性能的主要因素之一。为防止因隔膜受热收缩导致正负极短路，目前常采用在极片上设置绝缘涂层。然而，目前绝缘涂层的剥离强度较差，绝缘涂层易发生脱落，严重影响极片的使用，因此亟需开发出一种粘结剂以改善绝缘涂层的使用性能。
技术实现思路
1、鉴于
技术介绍
中存在的问题，本申请提供一种无氟聚合物及包含该无氟聚合物的绝缘涂层，能够提高绝缘涂层剥离强度，提高绝缘涂层在电池循环过程中的粘结稳定性，改善绝缘涂层的使用性能。
2、本申请的第一方面提供了一种无氟聚合物，无氟聚合物包含衍生自烯烃单体的结构单元、衍生自式i所示单体的结构单元和衍生自式ii所示单体的结构单元，
3、
4、其中，r1、r2、r3、r4、r5、r6各自独立地选自氢或取代或未取代的c1-6烷基，r7选自取代或未取代的c1-8烷基。
5、本申请提供的无氟聚合物中含有衍生自烯烃单体的结构单元的链段为硬段，硬段可以减少极片在电解液中的溶胀，含有衍生自式ii的结构单元为软段，硬段和软段的配合使得无氟聚合物具
6、在任意实施方式中，r1、r2、r3、r4、r5、r6各自独立地选自氢或c1-3烷基，r7选自的c1-3烷基。
7、在任意实施方式中，衍生自式ii所示单体的结构单元的摩尔含量为10％-60％，基于无氟聚合物中所有结构单元的总摩尔数计。
8、控制衍生自式ii所示单体的结构单元的摩尔含量在合适范围内，有效减少极片的切割毛刺，改善极片的激光切割质量，绝缘涂层具有优异的剥离强度和耐电解液性能，提高绝缘涂层在电池循环过程中的粘结稳定性，改善绝缘涂层的使用性能，改善电池安全性能。
9、在任意实施方式中，衍生自式i所示单体的结构单元的摩尔含量为5％-20％，基于无氟聚合物中结构单元的总摩尔数计。
10、控制衍生自式i所示单体的结构单元的摩尔含量在合适范围内，
11、有效减少极片的切割毛刺，改善极片的激光切割质量，绝缘涂层具有优异的剥离强度和耐电解液性能，提高绝缘涂层在电池循环过程中的粘结稳定性，改善绝缘涂层的使用性能，改善电池安全性能。
12、在任意实施方式中，衍生自烯烃单体的结构单元的摩尔含量为20％-85％，基于无氟聚合物中所有结构单元的总摩尔数计。
13、控制衍生自烯烃单体的结构单元的摩尔含量在合适范围内，有效减少极片的切割毛刺，改善极片的激光切割质量，绝缘涂层具有优异的剥离强度和耐电解液性能，提高绝缘涂层在电池循环过程中的粘结稳定性，改善绝缘涂层的使用性能，改善电池安全性能。
14、在任意实施方式中，无氟聚合物的重均分子量为10万-150万。
15、控制无氟聚合物的重均分子量在合适范围内，有效减少极片的切割毛刺，改善极片的激光切割质量，绝缘涂层具有优异的剥离强度和耐电解液性能，提高绝缘涂层在电池循环过程中的粘结稳定性，改善绝缘涂层的使用性能，改善电池安全性能。
16、在任意实施方式中，烯烃单体包含乙烯、丙烯、1-丁烯、异丁烯、1-戊烯、1-己烯、1-辛烯、4-甲基-1-戊烯中的一种或多种。
17、在任意实施方式中，式ⅰ所示单体包含丙烯酸、甲基丙烯酸、乙基丙烯酸中的一种或多种。
18、在任意实施方式中，式ii所示单体包含丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、乙基丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯的一种或多种。
19、本申请的第二方面提供了一种无氟聚合物的制备方法，其特征在于，制备方法包括：
20、将至少一种烯烃单体和至少一种式ii所示的单体进行聚合形成中间体聚合物，中间体聚合物含有酯基，
21、
22、其中r4、r5、r6各自独立地选自氢或取代或未取代的c1-6烷基，r7选自取代或未取代的c1-8烷基；
23、中间体聚合物与碱性物质的水溶液混合发生反应，反应使得所述中间体聚合物中的至少部分酯基水解为羧基。
24、该方法制备过程简单，原材料丰富，成本低。通过酯基在碱性条件下发生水解反应，至少部分转化为羧基，提高绝缘涂层的粘结力，同时烯烃单体聚合构成无氟聚合物的硬段，减少极片在电解液中的溶胀，含有酯基的链段构成无氟聚合物的软段，硬段和软段的配合使得无氟聚合物具有合适的玻璃化转变温度和优异的机械强度，两者共同作用提高绝缘涂层的剥离强度，同时涂层具有优异的耐电解液性能，优异的剥离强度和耐电解液性共同作用提高绝缘涂层在电池循环过程中的粘结稳定性，提高绝缘涂层的稳定性，改善绝缘涂层的使用性能。
25、在任意实施方式中，r4、r5、r6各自独立地选自氢或c1-3烷基，r7选自的c1-3烷基。
26、在任意实施方式中，烯烃单体的摩尔含量为20％-85％，基于烯烃单体和式ii所示的单体的总摩尔数计。
27、控制烯烃单体的摩尔含量在合适范围内，有效减少极片的切割毛刺，改善极片的激光切割质量，绝缘涂层具有优异的剥离强度和耐电解液性能，提高绝缘涂层在电池循环过程中的粘结稳定性，改善绝缘涂层的使用性能，改善电池安全性能。
28、在任意实施方式中，式ii所示的单体与碱性物质的摩尔比为1:0.1-1:0.5。
29、控制式ii所示的单体与碱性物质的摩尔比在合适范围可以控制酯基的水解程度，控制酯基、羧基的摩尔含量在合适范围内，有效减少极片的切割毛刺，改善极片的激光切割质量，绝缘涂层具有优异的剥离强度和耐电解液性能，提高绝缘涂层在电池循环过程中的粘结稳定性，改善绝缘涂层的使用性能，改善电池安全性能。
30、在任意实施方式中，制备方法还包括:
31、反应结束后，向反应产物中加入酸性溶液将反应液的ph值调至5.0-7.0。
32、在任意实施方式中，碱性物质选自氢氧化锂、氢氧化钠、氨气中的一种或多种。上述材料简单易得、成本低、利于推广应用。
33、在任意实施方式中，中间体聚合物与碱性物质的水溶液混合发生反应的反应温度为35℃-120℃，或为60-90℃。调控反应温度在合适范围可以控制酯基的水解程度，控制酯基、羧基的摩尔含量在合适范围内，本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种无氟聚合物，其特征在于，所述无氟聚合物包含衍生自烯烃单体的结构单元、衍生自式I所示单体的结构单元和衍生自式II所示单体的结构单元，
2.根据权利要求1所述的无氟聚合物，其特征在于，所述R1、R2、R3、R4、R5、R6各自独立地选自氢或C1-3烷基，R7选自的C1-3烷基。
3.根据权利要求1或2所述的无氟聚合物，其特征在于，所述衍生自式II所示单体的结构单元的摩尔含量为10％-60％，基于所述无氟聚合物中所有结构单元的总摩尔数计。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的无氟聚合物，其特征在于，所述衍生自式I所示单体的结构单元的摩尔含量为5％-20％，基于所述无氟聚合物中结构单元的总摩尔数计。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的无氟聚合物，其特征在于，所述衍生自烯烃单元的结构单元的摩尔含量为20％-85％，基于所述无氟聚合物中所有结构单元的总摩尔数计。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的无氟聚合物，其特征在于，所述无氟聚合物的重均分子量为10万-150万。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的无氟聚
8.根据权利要求1至7中任一项所述的无氟聚合物，其特征在于，所述式Ⅰ所示单体包含丙烯酸、甲基丙烯酸、2-乙基丙烯酸中的一种或多种。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的无氟聚合物，其特征在于，所述式II所示单体包含丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、2-乙基丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯的一种或多种。
10.一种无氟聚合物的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：
11.根据权利要求10所述的制备方法，其特征在于，R4、R5、R6各自独立地选自氢或C1-3烷基，R7选自的C1-3烷基。
12.根据权利要求10或11所述的制备方法，其特征在于，所述烯烃单体的摩尔含量为20％-85％，基于所述烯烃单体和式II所示的单体的总摩尔数计。
13.根据权利要求10至12中任一项所述的制备方法，其特征在于:
14.根据权利要求10至13中任一项所述的制备方法，其特征在于，还包括:
15.根据权利要求10至14中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述碱性物质选自氢氧化锂、氢氧化钠、氨气中的一种或多种。
16.根据权利要求10至15中任一项所述的制备方法，其特征在于:
17.根据权利要求10至16中任一项所述的制备方法，其特征在于:
18.根据权利要求10至17中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述烯烃单体包含乙烯、丙烯、1-丁烯、异丁烯、1-戊烯、1-己烯、1-辛烯、4-甲基-1-戊烯中的一种或多种。
19.根据权利要求10至18中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述式II所示单体包含丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、2-乙基丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯的一种或多种。
20.权利要求1至9中任一项所述的无氟聚合物在二次电池中的应用。
21.一种绝缘涂层，包括粘结剂和无机绝缘材料，其特征在于，所述粘结剂包含权利要求1至9中任一项所述的无氟聚合物或权利要求10至19中任一项所述的制备方法制备的无氟聚合物。
22.根据权利要求21所述的绝缘涂层，其特征在于，所述无氟聚合物的质量含量为15％-30％，基于所述绝缘涂层的总质量计。
23.根据权利要求21或22所述绝缘涂层，其特征在于，所述无机绝缘材料的质量含量为70％-85％，基于所述绝缘涂层的总质量计。
24.根据权利要求21至23中任一项所述的绝缘涂层，其特征在于，所述无机绝缘材料的Dv50为0.1-5μm。
25.根据权利要求19至24中任一项所述的绝缘涂层，其特征在于，所述无机绝缘材料包含氢氧化物或水合氧化物。
26.根据权利要求19至25中任一项所述的绝缘涂层，所述无机绝缘材料包含氢氧化铝、氢氧化镁、氢氧化钙、水合氧化铝、水合硅酸镁中的一种或多种。
27.一种绝缘涂层的制备方法，其特征在于，包括第一搅拌、第二搅拌和涂布，
28.根据权利要求27所述的制备方法，其特征在于，所述第一搅拌的搅拌速度为50-1000r/min，搅拌时间为5-30min。
29.根据权利要求27或28所述的制备方法，其特征在于，所述第二搅拌的搅拌速度为1000-3000r/min，搅拌时间为1-3h。
30.根据权利要求27至29中任一项所述的制备方法，其特征在...
【技术特征摘要】
1.一种无氟聚合物，其特征在于，所述无氟聚合物包含衍生自烯烃单体的结构单元、衍生自式i所示单体的结构单元和衍生自式ii所示单体的结构单元，
2.根据权利要求1所述的无氟聚合物，其特征在于，所述r1、r2、r3、r4、r5、r6各自独立地选自氢或c1-3烷基，r7选自的c1-3烷基。
3.根据权利要求1或2所述的无氟聚合物，其特征在于，所述衍生自式ii所示单体的结构单元的摩尔含量为10％-60％，基于所述无氟聚合物中所有结构单元的总摩尔数计。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的无氟聚合物，其特征在于，所述衍生自式i所示单体的结构单元的摩尔含量为5％-20％，基于所述无氟聚合物中结构单元的总摩尔数计。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的无氟聚合物，其特征在于，所述衍生自烯烃单元的结构单元的摩尔含量为20％-85％，基于所述无氟聚合物中所有结构单元的总摩尔数计。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的无氟聚合物，其特征在于，所述无氟聚合物的重均分子量为10万-150万。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的无氟聚合物，其特征在于，所述烯烃单体包含乙烯、丙烯、1-丁烯、异丁烯、1-戊烯、1-己烯、1-辛烯、4-甲基-1-戊烯中的一种或多种。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的无氟聚合物，其特征在于，所述式ⅰ所示单体包含丙烯酸、甲基丙烯酸、2-乙基丙烯酸中的一种或多种。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的无氟聚合物，其特征在于，所述式ii所示单体包含丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、2-乙基丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯的一种或多种。
10.一种无氟聚合物的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：
11.根据权利要求10所述的制备方法，其特征在于，r4、r5、r6各自独立地选自氢或c1-3烷基，r7选自的c1-3烷基。
12.根据权利要求10或11所述的制备方法，其特征在于，所述烯烃单体的摩尔含量为20％-85％，基于所述烯烃单体和式ii所示的单体的总摩尔数计。
13.根据权利要求10至12中任一项所述的制备方法，其特征在于:
14.根据权利要求10至13中任一项所述的制备方法，其特征在于，还包括:
15.根据权利要求10至14中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述碱性物质选自氢氧化锂、氢氧化钠、氨气中的一种或多种。
16.根据权利要求10至15中任一项所述的制备方法，其特征在于:
17.根据权利要求10至16中任一项所述的制备方法，其特征在于:
18.根据权利要求10至17中任一项所述的制备...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈煜，陈美煌，艾少华，曾琦，周鑫，
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：
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