聚合物、制备方法、分散剂、正极浆料、正极极片、二次电池和用电装置制造方法及图纸

本申请提供了一种聚合物、制备方法、分散剂、正极浆料、正极极片、二次电池和用电装置，该聚合物包含式Ⅰ所示的结构，其中X包含羧基、酯基、磺酸基、磺酸酯基、磷酸基、磷酸酯基中的至少一种，X'包含非极性基团，L包含式Ⅱ所示的结构单元，其中R1包含C1‑

【技术实现步骤摘要】
式
Ⅰ‑
3式
Ⅰ‑
4其中a1、a2各自独立地为2
‑
12之间的整数，R4、R5各自独立地包含氢、C1‑
12
烷基、C1‑
12
烷基醇、中的至少一种，R6、R7、R8各自独立地包含氢、C1‑
12
烷基、C1‑
12
烷基醇、、中的至少一种，其中R9、R
10
各自独立地包含C1‑
12
亚烷基，R
11
包含C1‑
12
烷基或C6‑
30
芳香基。
[0010]在任意实施方式中，聚合物包含式
Ⅰ‑
1、式
Ⅰ‑
2、式
Ⅰ‑
4所示的结构中的至少一种，式
Ⅰ‑
1式
Ⅰ‑
2式
Ⅰ‑
4其中a1、a2各自独立地为2
‑
12之间的整数，R4、R5各自独立地包含氢、C1‑
12
烷基醇、中的至少一种，R8包含氢、C1‑
12
烷基醇、
、中的至少一种，其中R9、R
10
各自独立地包含C1‑
12
亚烷基，R
11
包含C1‑
12
烷基或C6‑
30
芳香基。
[0011]在任意实施方式中，所述式Ⅱ所示的结构单元中的R3包含氢。
[0012]式Ⅱ所示的结构单元中的R3包含氢，可以与正极活性物质表面的氧原子产生氢键作用，进一步增加聚合物对浆料的分散作用，提高浆料的固含量，减缓浆料的凝胶现象，改善极片的柔韧性，降低极片的膜片电阻，提高电池的首次库伦效率和高温存储性能。
[0013]在任意实施方式中，R1包含，R2包含，其中n1或n2为0，m1、m2各自独立地为2
‑
10之间的整数。
[0014]聚合物含有聚氧化乙烯链段或聚氧化乙烯
‑
氧化丙烯链段，可以改善聚合物的柔顺性，降低极片冷压过程中的颗粒间的滑移阻力，提高极片的柔韧性，提高电池的首次库伦效率和高温存储性能。
[0015]在任意实施方式中，R1包含，R2包含，其中n1、n2、m1、m2各自独立地为1
‑
10之间的整数。
[0016]聚合物含有聚氧化乙烯
‑
氧化丙烯链段，可以进一步改善聚合物的柔顺性，降低极片冷压过程中的颗粒间的滑移阻力，提高极片的柔韧性，降低极片的膜片电阻，提高电池的首次库伦效率和高温存储性能。
[0017]在任意实施方式中，L中的式Ⅱ所示的结构单元的重复数为2
‑
75。
[0018]控制式Ⅱ所示的结构单元的重复数在合适范围内，能够保证聚合物有足够数量的氨基甲酸酯基团或类氨基甲酸酯基团，能够保证聚合物产生足够的分子间诱导力，与浆料体系中的固体颗粒之间形成足够的分子间作用力，提高聚合物的分散能力。同时合适数量的式Ⅱ所示的结构单元，使得聚合物在浆料体系中具有优异的溶解性，聚合物在浆料体系中充分伸展，使得聚合物可以起到分散剂的作用。
[0019]在任意实施方式中，X'包含C3‑
30
烷基、C6‑
30
芳香基中的至少一种。
[0020]在任意实施方式中，聚合物的重均分子量为1500g/mol
‑
65000g/mol。
[0021]在任意实施方式中，聚合物的玻璃化转变温度为30℃
‑
140℃。
[0022]在任意实施方式中，聚合物在1标准大气压下的熔点为85℃
‑
230℃。
[0023]在任意实施方式中，聚合物的亲水亲油平衡值为6
‑
16。
[0024]在任意实施方式中，聚合物的亲水亲油平衡值为10
‑
12。
[0025]本申请的第二方面提供一种聚合物的制备方法，制备方法包括下列步骤：1）加成反应：将至少一种二异氰酸酯和至少一种二元醇聚合制备得到中间体聚合物，中间体聚合物包含式Ⅲ所示的结构，式Ⅲ其中Y'和Y各自独立地包含异氰酸酯基或羟基；2）端基反应：将所述中间体聚合物的端基进行反应，得到包含式
Ⅰ‑
1所示的结构的聚合物，
式
Ⅰ‑
1其中X包含羧基、酯基、磺酸基、磺酸酯基、磷酸基、磷酸酯基中的至少一种；X'包含非极性基团；L1包含式
Ⅱ‑
1所示的结构单元，式
Ⅱ‑
1其中R1包含C1‑
12
亚烷基、C6‑
12
亚芳香基、中的至少一种，R2包含C1‑
12
亚烷基、C6‑
12
亚芳香基、中的至少一种，R3包含氢或C1‑
18
烷基，其中EO表示
‑
CH2‑
CH2‑
O
‑
，PO表示
‑
CH(CH3)
‑
CH2‑
O
‑
，m1、m2各自独立地为1
‑
10之间的整数，n1、n2各自独立地为0
‑
10之间的整数。
[0026]在任意实施方式中，所述制备方法还包括下列步骤：3）取代反应，将所述包含式
Ⅰ‑
1所示结构的聚合物、碱金属氢化物、卤代烃进行取代反应，至少使得所述式
Ⅱ‑
1所示的结构单元中的部分转变为，其中R3'包含C1‑
18
烷基。
[0027]通过本申请的制备方法可以获得一端含有羧基、酯基、磺酸基、磺酸酯基、磷酸基或磷酸酯基，另一端含有非极性基团，且主链包含氨基甲酸酯基团或类氨基甲酸酯基团的聚合物。以该聚合物作为分散剂，可以适用于不同石墨化度的正极活性物质，可以提高包含不同石墨化度的正极活性物质的浆料体系的分散性，可以提高浆料的固含量，减缓浆料的凝胶现象，降低极片的膜片电阻，改善极片的柔韧性，提高电池的首次库伦效率和高温循环性能。
[0028]在任意实施方式中，所述加成反应具体包括：将至少一种二异氰酸酯和至少一种二元醇在20℃
‑
150℃下搅拌反应2h
‑
20h，得到所述中间体聚合物，所述中间体聚合物的两端具有相同的端基。
[0029]本申请采用加成反应和端基化反应制备聚合物，制备方法简单，提高生产效率。
[0030]本申请的第三方面，提供一种分散剂，所述分散剂包括第一方面的聚合物或第二
方面的制备方法制备的聚合物。
[0031]本申请的第四方面，提供一种第一方面的聚合物在二次电池中的应用。
[0032]本申请的第五方面，提供一种正极浆料，包括正极活性物质、导电剂、粘结剂和分散剂，所述分散剂包含第一方面的聚合物。
[0033]该正极浆料具有优异的分散性，具有高的固含量，可以制备出性能优异的极片。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
式
Ⅰ‑
4其中a1、a2各自独立地为2
‑
12之间的整数，R4、R5各自独立地包含氢、C1‑
12
烷基、C1‑
12
烷基醇、中的至少一种，R6、R7、R8各自独立地包含氢、C1‑
12
烷基、C1‑
12
烷基醇、、中的至少一种，其中R9、R
10
各自独立地包含C1‑
12
亚烷基，R
11
包含C1‑
12
烷基或C6‑
30
芳香基。3.根据权利要求1所述的聚合物，其特征在于，所述聚合物包含式
Ⅰ‑
1、式
Ⅰ‑
2、式
Ⅰ‑
4所示的结构中的至少一种，式
Ⅰ‑
1式
Ⅰ‑
2式
Ⅰ‑
4其中a1、a2各自独立地为2
‑
12之间的整数，R4、R5各自独立地包含氢、C1‑
12
烷基醇、中的至少一种，R8包含氢、C1‑
12
烷基醇、、中的至少一种，其中R9、R
10
各自独立地包含C1‑
12
亚烷基，R
11
包含C1‑
12
烷基或C6‑
30
芳香基。4.根据权利要求1所述的聚合物，其特征在于，所述式Ⅱ所示的结构单元中的R3包括氢。5.根据权利要求1至4中任一项所述的聚合物，其特征在于，所述R1包含，
所述R2包含其中n1或n2为0，m1、m2各自独立地为2
‑
10之间的整数。6.根据权利要求1至4中任一项所述的聚合物，其特征在于，所述R1包含，所述R2包含，其中n1、n2、m1、m2各自独立地为1
‑
10之间的整数。7.根据权利要求1至4中任一项所述的聚合物，其特征在于，所述L中的式Ⅱ所示的结构单元的重复数为2
‑
75。8.根据权利要求1至4中任一项所述的聚合物，其特征在于，所述X'包含C3‑
30
烷基、C6‑
30
芳香基中的至少一种。9.根据权利要求1至4中任一项所述的聚合物，其特征在于，所述聚合物的重均分子量为1500g/mol
‑
65000g/mol。10.根据权利要求1至4中任一项所述的聚合物，其特征在于，所述聚合物的玻璃化转变温度为30℃
‑
140℃。11.根据权利要求1至4中任一项所述的聚合物，其特征在于，所述聚合物在1标准大气压下的熔点为85℃
‑
230℃。12.根据权利要求1至4中任一项所述的聚合物，其特征在于，所述聚合物的亲水亲油平衡值为6
‑
16。13.一种聚合物的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括下列步骤：1）加成反应：将至少一种二异氰酸酯和至少一种二元醇聚合制备得到中间体聚合物，所述中间体聚...

【专利技术属性】
技术研发人员：李航皞，
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：