【技术实现步骤摘要】
本申请涉及二次电池，尤其涉及一种含氟聚合物、导电浆料、正极极片、二次电池、用电装置。
技术介绍
1、二次电池的活性材料由于本身导电性差，在电池制作过程中容易出现内阻大、倍率性能和循环性能不佳等问题，因此需要通过添加导电剂来提高活性材料的导电性，进而提升电池的综合性能。然而现有的导电剂的比表面积一般较大，在范德华力的作用下，极易发生团聚，影响其导电效果，同时容易导致正极极片分布不均匀，影响活性材料性能的发挥。因此，亟需解决该技术问题。
技术实现思路
1、本申请是鉴于上述课题而进行的，其目的在于，提供一种含氟聚合物及包含该含氟聚合物的导电浆料，以提高导电剂的分散性，进而优化电池的性能。
2、本申请的第一方面提供一种含氟聚合物，包含至少一种衍生自式i所示单体的结构单元和至少一种衍生自式ii所示单体的结构单元，
3、
4、其中，r1、r2各自独立地包含氢、氟、氯或至少含有一个氟原子的c1-3烷基，r3、r4、r5各自独立地包含氢、取代或未取代的c1-5烷基中的一种或多种，r6包含取代或未取代的c1-6亚烷基，m包含h或碱金属。
5、本申请提供的含氟聚合物能够降低导电浆料的粘度，提高导电浆料的过滤性，且浆料在静置60天后不发生凝胶，提高导电浆料的抗凝胶性和存储性，改善了导电浆料的可加工性和稳定性，使得导电浆料在无需额外添加分散剂的情况下就能够满足导电浆料的生产需求，从而进一步降低极片的膜片电阻和电池的直流阻抗。
6、在任意实施方式中
7、含氟聚合物中含有的羟基能够与集流体表面的羟基或/和羧基形成氢键作用，可以进一步提高极片的粘结力，改善极片的使用性能。
8、在任意实施方式中，m包含锂、钠、钾中的一种或多种。
9、在含氟聚合物中引入的锂、钠或钾，可以在充放电过程中与活性离子形成离子交换，进一步增大活性离子的迁移率，降低电池的直流内阻，改善电池的动力学性能。
10、在任意实施方式中，r1、r2各自独立地包含氢、氟、氯或三氟甲基。
11、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％-40％，基于含氟聚合物中所有结构单元的总摩尔数计。
12、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，可以兼顾导电浆料的粘度和极片的粘结性，综合改善导电浆料的加工性能和使用性能。
13、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60％-90％，基于含氟聚合物中所有结构单元的总摩尔数计。
14、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，可以兼顾导电浆料的粘度和极片的粘结性，综合改善导电浆料的加工性能和使用性能。
15、在任意实施方式中，含氟聚合物的重均分子量为20万-40万。
16、控制含氟聚合物的重均分子量在合适范围内，可以兼顾导电浆料的粘度和极片的粘结性，综合改善导电浆料的加工性能和使用性能。
17、在任意实施方式中，式ⅰ所示单体包含偏二氟乙烯、四氟乙烯、三氟氯乙烯、六氟丙烯中的一种或多种。
18、在任意实施方式中，式ii所示单体包含甲基丙烯酸羟丙磺酸钠、甲基丙烯酸羟丙磺酸、甲基丙烯酸羟丙磺酸钾、甲基丙烯酸羟丙磺酸锂、甲基丙烯酸丙酯磺酸钠、甲基丙烯酸丙酯磺酸、甲基丙烯酸丙酯磺酸钾、甲基丙烯酸丙酯磺酸锂、丙烯酸甲酯磺酸钠、丙烯酸甲酯磺酸、丙烯酸甲酯磺锂、丙烯酸甲酯磺酸钾、丙烯酸羟丁磺酸钠、丙烯酸羟丁磺酸、丙烯酸羟丁磺酸锂、丙烯酸羟丁磺酸钾、丙烯酸丁酯磺酸钠、丙烯酸丁酯磺酸锂、丙烯酸丁酯磺酸、丙烯酸丁酯磺酸钾中的一种或多种。
19、本申请的第二方面提供一种含氟聚合物的制备方法，包括以下步骤：
20、在可聚合条件下，将至少一种式i所示单体和至少一种式ii所示单体进行聚合反应，
21、
22、其中，r1、r2各自独立地包含氢、氟、氯或至少含有一个氟原子的c1-3烷基，r3、r4、r5各自独立地包含氢、取代或未取代的c1-5烷基中的一种或多种，r6包含取代或未取代的c1-6亚烷基，m包含h或碱金属。
23、该方法制备出的含氟聚合物相比于传统粘结剂能够降低导电浆料的粘度，提高导电浆料的过滤性，使得浆料在静置60天后不发生凝胶，提高导电浆料的抗凝胶性和存储性，显著拓宽了导电浆料的工艺窗口，改善了导电浆料的可加工性，使得导电浆料在无需添加分散剂的情况下就能够满足导电浆料的生产需求，从而进一步降低极片的膜片电阻和电池的直流阻抗。
24、在任意实施方式中，r6包含含有羟基的c1-6亚烷基。
25、在任意实施方式中，m包含锂、钠、钾中的一种或多种。
26、在任意实施方式中，r1、r2各自独立地包含氢、氟、氯、三氟甲基中的一种或多种。
27、在任意实施方式中，式ii所示单体的摩尔含量为10％-40％，基于式i所示单体和式ii所示单体的总摩尔数计。
28、在任意实施方式中，式i所示单体的摩尔含量为60％-90％，基于式i所示单体和式ii所示单体的总摩尔数计。
29、在任意实施方式中，聚合反应具体包括：
30、向反应容器内加入引发剂、至少一种式i所示单体、至少一种式ii所示单体以及水性介质进行聚合反应，在聚合反应的过程中连续通入式i所示单体。
31、式ii所示单体是一种自乳化剂，其既有乳化剂的特点，又能作为单体参与聚合反应，反应体系中并不需要额外加入乳化剂，减少产物中的乳化剂等杂质对电芯的劣化，改善电池的电化学性能。
32、在任意实施方式中，引发剂的质量百分比为0.5％-2％，基于式i所示单体和式ii所示单体的总质量计。
33、在任意实施方式中，聚合反应中提供的水性介质的质量百分比为400％-600％，基于式i所示单体和式ii所示单体的总质量计。
34、在任意实施方式中，聚合反应的反应压力为7.0mpa-9.0mpa，所述聚合反应的反应温度为80℃-100℃。
35、在任意实施方式中，引发剂包含n,n二甲基苄胺、n-甲基苯丙胺中的一种或两种。
36、本申请的第三方面，提供第一方面的含氟聚合物在二次电池中的应用。
37、本申请的第四方面，提供一种导电浆料，包括导电剂、溶剂和第一方面所述的含氟聚合物。
38、相比于现有技术中在正极浆料制备过程中直接加入导电剂，本申请提供的导电浆料能够提高导电剂在正极浆料中的分散性，提升导电剂在极片中的导电效果，进而有效降低极片中的导电剂含量，有利于进一步增加极片中正极活性物质的负载量，提升电池功率性能。
39、在任意实施方式中，导电剂的质量分数为5.0％-10.0％，基于导电浆料的总质量计。
40、控制导电剂的质量分数在合适范围内，基于导电浆料的总质量计。具有合适粘度的浆料可以使得极本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种含氟聚合物，其特征在于，所述含氟聚合物包含至少一种衍生自式I所示单体的结构单元和至少一种衍生自式II所示单体的结构单元，
2.根据权利要求1所述的含氟聚合物，其特征在于，所述R6包含含有羟基的C1-6亚烷基。
3.根据权利要求1或2所述的含氟聚合物，其特征在于，所述M包含锂、钠、钾中的一种或多种。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的含氟聚合物，其特征在于，所述R1、R2各自独立地包含氢、氟、氯或三氟甲基。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的含氟聚合物，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％-40％，基于所述含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中任一项所述的含氟聚合物，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60％-90％，基于所述含氟聚合物中所有结构单元的总摩尔数计。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的含氟聚合物，其特征在于，所述含氟聚合物的重均分子量为20万-40万。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的含氟聚合物
9.根据权利要求1至8中任一项所述的含氟聚合物，其特征在于，所述式II所示单体包含甲基丙烯酸羟丙磺酸钠、甲基丙烯酸羟丙磺酸、甲基丙烯酸羟丙磺酸钾、甲基丙烯酸羟丙磺酸锂、甲基丙烯酸丙酯磺酸钠、甲基丙烯酸丙酯磺酸、甲基丙烯酸丙酯磺酸钾、甲基丙烯酸丙酯磺酸锂、丙烯酸甲酯磺酸钠、丙烯酸甲酯磺酸、丙烯酸甲酯磺锂、丙烯酸甲酯磺酸钾、丙烯酸羟丁磺酸钠、丙烯酸羟丁磺酸、丙烯酸羟丁磺酸锂、丙烯酸羟丁磺酸钾、丙烯酸丁酯磺酸钠、丙烯酸丁酯磺酸锂、丙烯酸丁酯磺酸、丙烯酸丁酯磺酸钾中的一种或多种。
10.一种含氟聚合物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
11.根据权利要求10所述的制备方法，其特征在于，所述R6包含含有羟基的C1-6亚烷基。
12.根据权利要求10或11所述的含氟聚合物，其特征在于，所述M包含锂、钠、钾中的一种或多种。
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，所述R1、R2各自独立地包含氢、氟、氯、三氟甲基中的一种或多种。
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，所述式II所示单体的摩尔含量为10％-40％，基于式I所示单体和式II所示单体的总摩尔数计。
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，所述式I所示单体的摩尔含量为60％-90％，基于式I所示单体和式II所示单体的总摩尔数计。
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，所述聚合反应具体包括：
17.根据权利要求16所述的制备方法，其特征在于，所述引发剂的质量百分比为0.5％-2％，基于所述式I所示单体和式II所示单体的总质量计。
18.根据权利要求16或17所述的制备方法，其特征在于，所述聚合反应中提供的水性介质的质量百分比为400％-600％，基于所述式I所示单体和式II所示单体的总质量计。
19.根据权利要求16至18中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述聚合反应的反应压力为7.0MPa-9.0MPa，所述聚合反应的反应温度为80℃-100℃。
20.根据权利要求16至19中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述引发剂包含N,N二甲基苄胺、N-甲基苯丙胺中的一种或两种。
21.权利要求1至9中任一项所述的含氟聚合物在二次电池中的应用。
22.一种导电浆料，其特征在于，所述导电浆料包括导电剂、溶剂和权利要求1至9中任一项所述的含氟聚合物。
23.根据权利要求22所述的导电浆料，其特征在于，所述导电剂的质量分数为5.0％-10.0％，基于所述导电浆料的总质量计。
24.根据权利要求22或23所述的导电浆料，其特征在于，所述含氟聚合物的质量分数为0.5％-1.5％，基于所述导电浆料的总质量计。
25.根据权利要求22至24中任一项所述的导电浆料，其特征在于，所述导电浆料的固含量为1％-20％，所述导电浆料的粘度为500mPa·s-1500mPa·s。
26.一种正极极片，包括正极集流体以及设置在正极集流体至少一个表面的正极膜层，所述正极膜层包括正极活性材料、导电剂和粘结剂，所述导电剂为权利要求22至25中任一项所述导电浆料的沉积物。
27.根据权利要求25所述的正极极片，其特征在于，基于...
【技术特征摘要】
1.一种含氟聚合物，其特征在于，所述含氟聚合物包含至少一种衍生自式i所示单体的结构单元和至少一种衍生自式ii所示单体的结构单元，
2.根据权利要求1所述的含氟聚合物，其特征在于，所述r6包含含有羟基的c1-6亚烷基。
3.根据权利要求1或2所述的含氟聚合物，其特征在于，所述m包含锂、钠、钾中的一种或多种。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的含氟聚合物，其特征在于，所述r1、r2各自独立地包含氢、氟、氯或三氟甲基。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的含氟聚合物，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％-40％，基于所述含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中任一项所述的含氟聚合物，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60％-90％，基于所述含氟聚合物中所有结构单元的总摩尔数计。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的含氟聚合物，其特征在于，所述含氟聚合物的重均分子量为20万-40万。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的含氟聚合物，其特征在于，所述式ⅰ所示单体包含偏二氟乙烯、四氟乙烯、三氟氯乙烯、六氟丙烯中的一种或多种。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的含氟聚合物，其特征在于，所述式ii所示单体包含甲基丙烯酸羟丙磺酸钠、甲基丙烯酸羟丙磺酸、甲基丙烯酸羟丙磺酸钾、甲基丙烯酸羟丙磺酸锂、甲基丙烯酸丙酯磺酸钠、甲基丙烯酸丙酯磺酸、甲基丙烯酸丙酯磺酸钾、甲基丙烯酸丙酯磺酸锂、丙烯酸甲酯磺酸钠、丙烯酸甲酯磺酸、丙烯酸甲酯磺锂、丙烯酸甲酯磺酸钾、丙烯酸羟丁磺酸钠、丙烯酸羟丁磺酸、丙烯酸羟丁磺酸锂、丙烯酸羟丁磺酸钾、丙烯酸丁酯磺酸钠、丙烯酸丁酯磺酸锂、丙烯酸丁酯磺酸、丙烯酸丁酯磺酸钾中的一种或多种。
10.一种含氟聚合物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
11.根据权利要求10所述的制备方法，其特征在于，所述r6包含含有羟基的c1-6亚烷基。
12.根据权利要求10或11所述的含氟聚合物，其特征在于，所述m包含锂、钠、钾中的一种或多种。
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，所述r1、r2各自独立地包含氢、氟、氯、三氟甲基中的一种或多种。
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，所述式ii所示单体的摩尔含量为10％-40％，基于式i所示单体和式ii所示单体的总摩尔数计。
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，所述式i所示单体的摩尔含量为60％-90...
【专利技术属性】
技术研发人员：冯伟，刘会会，左欢欢，张帅，
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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