一种锂离子电池浆料用的分散助剂及其应用制造技术

本发明专利技术要求保护一种锂离子电池浆料用的分散助剂，其结构式如下：RO

【技术实现步骤摘要】
一种锂离子电池浆料用的分散助剂及其应用


[0001]本专利技术涉及一种锂离子电池浆料用的分散助剂，尤其涉及一种既能应用于正极浆料，又能应用于负极浆料的中性分散助剂，属于锂电池


技术介绍

[0002]锂离子电池由于具有能量密度高、工作电压高、应用温度范围宽、循环寿命长等优点，因而被广泛用作各种移动设备的电源，甚至在航空、航天、航海、汽车、医疗设备等领域中逐步取代其他的传统电池，尤其是其高能量密度更是为移动设备的小型化做出了重要贡献。
[0003]锂离子电池由正极、负极、隔膜和电解液组成，以磷酸铁锂电池为例，充电时发生的反应为：LiFePO4→
Li
‑
xFePO4+xLi+x
e
‑
，放电时发生的反应：Li
‑
xFePO4+xLi++x
e
‑
→
LiFePO4，简而言之，锂离子电池工作原理就是电子在正负极之间的流动。
[0004]锂离子电池在成型时，需要将正极浆料和负极浆料分别涂覆在铝箔上制成正极和负极，因此浆料的特性直接关系到电极的涂覆质量，而由于目前对锂电池容量越来越高的要求，通常是通过提高电极活性物质在浆料中的比例来实现的，这样就会导致浆料固含量高，粘稠、流动性不佳，进而影响电极的涂布效果，进一步影响锂电池制备工艺的效率。
[0005]针对这种情况，本领域的从业者开展了广泛的研究，现有的公开报道公开了一些专用于锂电池浆料的分散剂，如聚乙烯吡咯烷酮、亚磷酸酯、曲拉通
‑
X等等，该类分散剂的主要不足是本身有分解产气的风险，影响电芯安全；其次是传统分散剂和官能团单一的分散剂解决锂电池浆料的粘稠、凝胶等问题效果不够优异。

技术实现思路

[0006]本专利技术针对锂电池用浆料所存在的粘稠、流动性不佳，影响电极涂布效果，进而导致电极片电阻增加、克容量降低的问题，提供一种锂离子电池浆料用的分散助剂及其应用。
[0007]本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：
[0008]一种锂离子电池浆料用的分散助剂，其结构式如下：
[0009]RO
‑
(CH2CH2O)
n
(CH2CH2CH2O)
m
H，其中，R表示C2
‑
C8烷基、C2
‑
C8烯基、4
‑
(C4
‑
C10烷基)苯基或C4
‑
C20烷基羰基，n为3
‑
50，m为0
‑
50。
[0010]优选的，R表示C2
‑
C8烷基、C2
‑
C8烯基、4
‑
(C4
‑
C8烷基)苯基或C8
‑
C16烷基羰基，n为10
‑
30，m为10
‑
40。
[0011]进一步优选的，R表示C3
‑
C6烷基、C3
‑
C6烯基、4
‑
(C4
‑
C8烷基)苯基或C8
‑
C16烷基羰基，n为15
‑
25，m为20
‑
30。
[0012]本专利技术中所述的烷基和烯基可以是直链的或支链的，例如烷基可以是，C1烷基
‑
甲基；C2烷基
‑
乙基；C3烷基
‑
丙基，如正丙基或异丙基；C4烷基
‑
丁基，如正丁基、异丁基、叔丁基或2
‑
丁基；C5烷基
‑
戊基，如正戊基、异戊基；C6烷基
‑
己基，如正己基、异己基和1,3
‑
二甲基丁基。类似地，烯基可以是，例如乙烯基、烯丙基、1
‑
甲基丙
‑2‑
烯
‑1‑
基、2
‑
甲基丙
‑2‑
烯
‑
1
‑
基、丁
‑2‑
烯
‑1‑
基、丁
‑3‑
烯
‑1‑
基、1
‑
甲基丁
‑3‑
烯
‑1‑
基和1
‑
甲基丁
‑2‑
烯
‑1‑
基。
[0013]本专利技术的分散助剂是由聚丙二醇、聚乙二醇以及与R相对应的醇、酸或酚类聚合而成，可参照如下反应过程获得：
[0014]ROH+HO
‑
(CH2CH2O)
n
‑
H
→
RO
‑
(CH2CH2O)
n
‑
H
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)
[0015]OH
‑
(CH2CH2CH2O)
m
‑
H+CH3COOH
→
CH3COO
‑
(CH2CH2CH2O)
m
‑
H
ꢀꢀ
(2)
[0016]RO
‑
(CH2CH2O)
n
‑
H+CH3COO
‑
(CH2CH2CH2O)
m
‑
H
→
RO
‑
(CH2CH2O)
n
(CH2CH2CH2O)
m
H+CH3COOH (3)
[0017](1)聚乙二醇与ROH在浓硫酸催化作用下，有机溶剂存在的条件下于30
‑
35℃搅拌条件下发生缩合脱水反应，聚乙二醇与ROH的摩尔比为(0.6
‑
0.8)：1，生成聚乙二醇单醚；
[0018](2)聚丙二醇与醋酸在浓硫酸催化作用下，有机溶剂存在的条件下于25
‑
30℃搅拌条件下发生酯化脱水反应，聚丙二醇与醋酸的摩尔比为1：(1.1
‑
1.2)，生成羧基封端的聚丙二醇；
[0019](3)聚乙二醇单醚与羧基封端的聚丙二醇于干燥的容器内，以四氢呋喃为溶剂，在缩合剂存在的条件下，于惰性氛围中，25
‑
40℃条件下搅拌反应2
‑
3天，聚乙二醇单醚与羧基封端的聚丙二醇的摩尔比为1:1，即得RO
‑
(CH2CH2O)
n
(CH2CH2CH2O)
m
H。
[0020]本专利技术所要求保护的锂电池浆料用分散助剂的作用原理如下：
[0021]该聚醚链段的两端分别为亲水基和亲油基，在浆料中可形成有效的空间位阻，防止固体颗粒沉降，进而使浆料的粘度下降，有效抑制凝胶，从微观界面看，亲水基和亲油基能够有效降低固液界面的表面张力，提高润湿渗透性能，提高电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种锂离子电池浆料用的分散助剂，其结构式如下：RO
‑
(CH2CH2O)
n
(CH2CH2CH2O)
m
H，其中，R表示C2
‑
C8烷基、C2
‑
C8烯基、4
‑
(C4
‑
C10烷基)苯基或C4
‑
C20烷基羰基，n为3
‑
50，m为0
‑
50。2.根据权利要求1所述的分散助剂，其特征在于，R表示C2
‑
C8烷基、C2
‑
C8烯基、4
‑
(C4
‑
C8烷基)苯基或C8
‑
C16烷基羰基，n为10
‑
30，m为10
‑
40。3.根据权利要求2所述的分散助剂，其特征在于，R表示C3
‑
C6烷基、C3
‑
C6烯基、4
‑
(C4
‑
C8烷基)苯基或C8
‑
C1...

【专利技术属性】
技术研发人员：侯玲玲，
申请(专利权)人：深圳市皓飞新型材料有限公司，
类型：发明
国别省市：