BAB型嵌段共聚物、制备方法、粘结剂、正极极片、二次电池及用电装置制造方法及图纸

本申请提供了一种BAB型嵌段共聚物、制备方法、粘结剂、正极极片、二次电池及用电装置。该BAB型嵌段共聚物包含A

【技术实现步骤摘要】
BAB型嵌段共聚物、制备方法、粘结剂、正极极片、二次电池及用电装置


[0001]本申请涉及二次电池
，尤其涉及一种BAB型嵌段共聚物、制备方法、粘结剂、正极极片、二次电池、电池模块、电池包和用电装置。

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。随着二次电池应用的普及，对其能量密度、循环性能等也提出了更高的要求。
[0003]粘结剂是二次电池中的常用材料，在电池的极片、隔离膜、封装处等均有很大需求。但是现有的粘结剂粘结性差，往往需要大量添加才能满足极片粘结力的要求，这会限制电池能量密度的提升。因此，现有的粘结剂仍有待改进。

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BAB型嵌段共聚物，以其作为粘结剂，在低添加量下，就能使得极片具有高粘结力和低膜片电阻、电池具有低的过渡金属溶出量和优异的高温存储性能。
[0005]本申请的第一方面，提供了一种BAB型嵌段共聚物，包含A
‑
嵌段和B
‑
嵌段，A
‑
嵌段含有衍生自式I所示单体的结构单元，B
‑
嵌段含有衍生自式II所示单体的结构单元，式I式II其中R1、R2、R3各自独立地选自氢、氟、至少含有一个氟原子的C1‑3烷基中的一种或多种，R4、R5、R6各自独立地选自氢、取代或未取代的C1‑5烷基。
[0006]以BAB型嵌段共聚物制备的粘结剂，可以将含氟嵌段和非氟嵌段的重均分子量最大化，充分发挥含氟粘结剂和非氟粘结剂各自的优势，实现优势互补的作用。相比于传统的PVDF粘结剂，该粘结剂能够降低极片的膜片电阻，提高极片的粘结力，减少电池中过渡金属的溶出量，提高电池的高温存储性能。另外，该粘结剂在低添加量下，就能使得极片和电池的性能基本达到现有技术中粘结剂高添加量下才能达到的水平，有利于电池能量和容量的进一步提升。
[0007]在任意实施方式中，所述B
‑
嵌段还含有衍生自式III所示单体的结构单元，式III
其中R7、R8、R9各自独立地选自氢、取代或未取代的C1‑5烷基，R
10
选自酯基、芳香基、羟基、酰胺基中的一种。
[0008]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40%~60%，基于嵌段共聚物中所有结构单元的总摩尔数计。
[0009]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的BAB型嵌段共聚物能够使得极片兼具优异的粘结力和良好的柔韧性，电池兼具优异的首效性能、循环性能和高温存储性能。
[0010]在任意实施方式中，BAB型嵌段共聚物的重均分子量为40万~200万。
[0011]重均分子量在合适范围内的BAB型嵌段共聚物可以降低极片的膜片电阻，提高极片的粘结力，抑制正极活性材料中过渡金属的溶出，提高电池的首效性能、循环性能和高温存储性能。
[0012]在任意实施方式中，嵌段共聚物中，A
‑
嵌段的重均分子量为20万~105万。
[0013]A
‑
嵌段的重均分子量在合适范围内的BAB型嵌段共聚物可以降低极片的膜片电阻，提高极片的粘结力，抑制正极活性材料中过渡金属的溶出，提高电池的首效性能、循环性能和高温存储性能。
[0014]在任意实施方式中，嵌段共聚物中，每个B
‑
嵌段的重均分子量为10万~50万。
[0015]每个B
‑
嵌段的重均分子量在合适范围内的BAB型嵌段共聚物可以降低极片的膜片电阻，提高极片的粘结力，抑制正极活性材料中过渡金属的溶出，从而提高电池的首效性能、循环性能和高温存储性能。
[0016]在任意实施方式中，式I所示单体选自偏二氟乙烯、四氟乙烯、氟乙烯、六氟丙烯中的一种或多种。
[0017]在任意实施方式中，式II所示单体选自丙烯腈、丁烯腈中的一种或多种。
[0018]在任意实施方式中，式III所示单体选自苯乙烯、乙烯醇、丙烯酰胺、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯中的一种或多种。上述原材料简单易得，相比于传统粘结剂能够大幅度降低生产成本。
[0019]在任意实施方式中，嵌段共聚物为聚丙烯腈
‑
聚偏二氟乙烯
‑
聚丙烯腈嵌段共聚物、聚丙烯腈
‑
聚氟乙烯
‑
聚丙烯腈嵌段共聚物、聚丙烯腈
‑
聚四氟乙烯
‑
聚丙烯腈嵌段共聚物、聚（丙烯腈
‑
丙烯酸乙酯）
‑
聚偏二氟乙烯
‑
聚（丙烯腈
‑
丙烯酸乙酯）嵌段共聚物、聚（丙烯腈
‑
丙烯酰胺
‑
丙烯酸乙酯）
‑
聚偏二氟乙烯
‑
聚（丙烯腈
‑
丙烯酰胺
‑
丙烯酸乙酯）嵌段共聚物、聚（丙烯腈
‑
丙烯酰胺
‑
丙烯酸乙酯）
‑
聚氟乙烯
‑
聚（丙烯腈
‑
丙烯酰胺
‑
丙烯酸乙酯）嵌段共聚物、聚（丙烯腈
‑
丙烯酰胺
‑
丙烯酸乙酯）
‑
聚四氟乙烯
‑
聚（丙烯腈
‑
丙烯酰胺
‑
丙烯酸乙酯）嵌段共聚物、聚（丙烯腈
‑
甲基丙烯酸丁酯
‑
苯乙烯）
‑
聚偏二氟乙烯
‑
聚（丙烯腈
‑
甲基丙烯酸丁酯
‑
苯乙烯）嵌段共聚物、聚（丙烯腈
‑
乙烯醇）
‑
聚偏二氟乙烯
‑
聚（丙烯腈
‑
乙烯醇）嵌段共聚物中的一种。
[0020]本申请的第二方面还提供一种BAB型嵌段共聚物的制备方法，包括以下步骤：制备A
‑
嵌段：将至少一种式I所示单体聚合制备A
‑
嵌段，
式I其中R1、R2、R3各自独立地选自氢、氟、至少含有一个氟原子的C1‑3烷基中的一种或多种；制备B
‑
嵌段：将单体单元聚合制备B
‑
嵌段，所述单体单元包括至少一种式II所示的单体，式II其中R4、R5、R6各自独立地选自氢、取代或未取代的C1‑5烷基。
[0021]制备BAB型嵌段共聚物：将所述A
‑
嵌段和所述B
‑
嵌段接合制备BAB型嵌段共聚物。
[0022]该制备方法相对于传统的共聚方法可以将含氟嵌段和非氟嵌段的重均分子量最大化，充分发挥含氟粘结剂和非氟粘结剂各自的优势，实现优势互补的作用。该方法制备的BAB型三嵌段共聚物的粘结剂能够降本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种BAB型嵌段共聚物，其特征在于，包含A
‑
嵌段和B
‑
嵌段，所述A
‑
嵌段含有衍生自式I所示单体的结构单元，所述B
‑
嵌段含有衍生自式II所示单体的结构单元，式I式II其中R1、R2、R3各自独立地选自氢、氟、至少含有一个氟原子的C1‑3烷基中的一种或多种，R4、R5、R6各自独立地选自氢、取代或未取代的C1‑5烷基。2.根据权利要求1所述的BAB型嵌段共聚物，其特征在于，所述B
‑
嵌段还含有衍生自式III所示单体的结构单元，式III其中R7、R8、R9各自独立地选自氢、取代或未取代的C1‑5烷基，R
10
选自酯基、芳香基、羟基、酰胺基中的一种。3.根据权利要求1所述的BAB型嵌段共聚物，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40%~60%，基于所述BAB型嵌段共聚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BAB型嵌段共聚物，其特征在于，所述BAB型嵌段共聚物的重均分子量为40万~200万。5.根据权利要求1至3中任一项所述的BAB型嵌段共聚物，其特征在于，所述BAB型嵌段共聚物中，所述A
‑
嵌段的重均分子量为20万~105万。6.根据权利要求1至3中任一项所述的BAB型嵌段共聚物，其特征在于，所述BAB型嵌段共聚物中，每个所述B
‑
嵌段的重均分子量为10万~50万。7.根据权利要求1至3中任一项所述的BAB型嵌段共聚物，其特征在于，所述式I所示单体选自偏二氟乙烯、四氟乙烯、氟乙烯、六氟丙烯中的一种或多种。8.根据权利要求1至3中任一项所述的BAB型嵌段共聚物，其特征在于，所述式II所示单体选自丙烯腈、丁烯腈中的一种或多种。9.根据权利要求2所述的BAB型嵌段共聚物，其特征在于，所述式III所示单体选自苯乙烯、乙烯醇、丙烯酰胺、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯中的一种或多种。10.根据权利要求1至3中任一项所述的BAB型嵌段共聚物，其特征在于，所述BAB型嵌段共聚物为聚丙烯腈
‑
聚偏二氟乙烯
‑
聚丙烯腈嵌段共聚物、聚丙烯腈
‑
聚氟乙烯
‑
聚丙烯腈嵌段共聚物、聚丙烯腈
‑
聚四氟乙烯
‑
聚丙烯腈嵌段共聚物、聚（丙烯腈
‑
丙烯酸乙酯）
‑
聚偏二氟乙烯
‑
聚（丙烯腈
‑
丙烯酸乙酯）嵌段共聚物、聚（丙烯腈
‑
丙烯酰胺
‑
丙烯酸乙酯）
‑
聚偏二氟乙烯
‑
聚（丙烯腈
‑
丙烯酰胺
‑
丙烯酸乙酯）嵌段共聚物、聚（丙烯腈
‑
丙烯酰胺
‑
丙烯酸乙酯）
‑
聚氟乙烯
‑
聚（丙烯腈
‑
丙烯酰胺
‑
丙烯酸乙酯）嵌段共聚物、聚（丙烯腈
‑
丙烯酰胺
‑
丙烯酸乙酯）
‑
聚四氟乙烯
‑
聚（丙烯腈
‑
丙烯酰胺
‑
丙烯酸乙酯）嵌段共聚物、聚（丙烯腈
‑
甲基丙烯酸丁酯
‑
苯乙烯）
‑
聚偏二氟乙烯
‑
聚（丙烯腈
‑
甲基丙烯酸丁酯
‑
苯乙烯）嵌段共聚物、聚（丙烯腈
‑
乙烯醇）
‑
聚偏二氟乙烯
‑
聚（丙烯腈
‑
乙烯醇）嵌段共聚物中的一种。
11.一种BAB型嵌段共聚物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：制备A
‑
...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾子鹏，李诚，刘会会，孙成栋，王景明，
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：