一种高含氟量的锂离子电池用分散剂及其制备方法与应用技术

本发明专利技术公开了一种高含氟量的锂离子电池用分散剂及其制备方法与应用

【技术实现步骤摘要】
一种高含氟量的锂离子电池用分散剂及其制备方法与应用


[0001]本专利技术涉及一种锂电池分散剂，尤其涉及一种高含氟量的锂离子电池用分散剂及其制备方法与应用，属于电池材料

。

技术介绍

[0002]锂电池作为目前一种比较成熟和先进的电池，由于质量轻
、
储电量大
、
工作电压高
、
应用温度范围宽
、
循环寿命长
、
无记忆效应等优点，受到了人们的广泛应用
。
尤其是手机
、
智能穿戴设备以及新能源汽车的发展，锂电池行业在今后的发展中还会不断的处于加速阶段
。
[0003]但与其他设备相比，新能源汽车对锂电池的能量密度
、
循环寿命有更高的要求
。
锂电池的正极浆料和负极浆料一般都需要添加导电剂，如炭黑
、
碳纳米管来提高导电性，但是导电剂通常分散困难，难以发挥应有的功能
。
另外，正极浆料中需要添加粘结剂
(
典型应用如聚偏氟乙烯
PVDF)
，将活性物质和导电剂黏附在集流体上，但是
PVDF
粘结剂刚性较强，在长期使用过程中容易发生体积膨胀，导致活性物质和导电剂脱落，造成锂电池性能下降
。
[0004]为提高活性物质和导电剂的分散效果，通常需要向正负极浆料中添加分散剂，目前主要使用的分散剂主要为聚乙烯吡咯烷酮
(PVP)、
聚丙烯酰胺等
。
但是这些分散剂对导电剂的分散效果有限，需大量添加，且无法塑化正极
PVDF
粘结剂，无法解决电芯制作过程涂布开裂现象以及因
PVDF
体积膨胀导致的电池性能下降问题
。
因此，开发对锂电池正负极浆料具有优异分散效果
、
同时能够塑化正极
PVDF
粘结剂的分散剂，变得十分重要
。

技术实现思路

[0005]为了解决以上技术问题，本专利技术提出一种高含氟量的锂离子电池用分散剂及其制备方法与应用
。
本专利技术提供的锂离子电池用分散剂通过侧链接枝反应引入了大量含氟基团，经研究意外发现可以显著降低粘接剂的结晶性和刚性，从而减少电芯开裂，延长电池使用寿命，并提高锂电池电化学性能
。
[0006]为实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案如下：
[0007]一种高含氟量的锂离子电池用分散剂的制备方法，所述分散剂的制备方法分为两种；
[0008]方法一：使不饱和亲水酸单体
、
不饱和疏水单体
、
聚环氧烷不饱和单体通过自由基聚合反应，生成主链聚合物
A
；后加入多氟烷基醇单体进行接枝反应，制得聚合物分散剂；
[0009]和
/
或，
[0010]方法二：使不饱和亲水酸单体
、
不饱和疏水单体的自由基聚合产物，与多氟烷基醇单体以及含端氨基或端羟基的聚环氧烷单体相混合，继续进行接枝反应，制得聚合物分散剂
。
[0011]作为本专利技术优选的实施方案，方法一中，原料用量以质量比计，分别为：
[0012]不饱和亲水酸单体
10
‑
30wt
％，优选
10
‑
25wt
％，
[0013]不饱和疏水单体
10
‑
50wt
％，优选
10
‑
40wt
％，
[0014]聚环氧烷不饱和单体
10
‑
60
％，优选
10
‑
50wt
％，
[0015]多氟烷基醇单体
10
‑
30wt
％，优选
10
‑
25wt
％；
[0016]和
/
或，
[0017]方法二中，原料用量以质量比计，分别为：
[0018]不饱和亲水酸单体
10
‑
30wt
％，优选
15
‑
30wt
％，
[0019]不饱和疏水单体
10
‑
30wt
％，优选
15
‑
30wt
％，
[0020]含端氨基或端羟基的聚环氧烷单体
10
‑
70
％，优选
20
‑
60wt
％，
[0021]多氟烷基醇单体1‑
30wt
％，优选5‑
25wt
％
。
[0022]作为本专利技术优选的实施方案，所述不饱和亲水酸单体选自丙烯酸
、
甲基丙烯酸
、
丁烯酸
、
马来酸
、
衣康酸
、
巴豆酸
、
中康酸
、
柠康酸
、
富马酸和它们的酸酐中的一种或多种，优选丙烯酸
、
甲基丙烯酸
、
马来酸
、
马来酸酐中的一种或多种；
[0023]优选地，所述不饱和疏水单体选自
C1‑
C
30
不饱和酸烷基酯
、C8‑
C
20
不饱和芳基单体
、C6‑
C
20
不饱和烷基单体中的一种或多种，优选
C1‑
C
10
不饱和酸烷基酯
、C8‑
C
10
不饱和芳基单体
、C6‑
C
12
不饱和烷基单体中的一种或多种，更优选丙烯酸甲酯
、
丙烯酸丁酯
、
丙烯酸异辛酯
、
甲基丙烯酸甲酯
、
甲基丙烯酸丁酯
、
甲基丙烯酸异辛酯
、
苯乙烯
、a
‑
甲基苯乙烯
、a
‑
乙基苯乙烯
、
烯丙苯
、
二异丁烯中的一种或多种；
[0024]优选地，所述聚环氧烷不饱和单体为重均分子量
100
‑
1000
优选
200
‑
800
的含聚环氧乙烷和
/
或聚环氧丙烷的烯丙基醚或丙烯酸酯类；优选甲氧基聚乙二醇丙烯酸酯
(800)、
甲氧基聚乙二醇丙烯酸酯
(700)、
甲氧基聚乙二醇丙烯酸酯
(600)、
甲氧基聚乙二醇丙烯酸酯
(300)、
甲氧基聚乙二醇丙烯酸酯本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种高含氟量的锂离子电池用分散剂的制备方法，其特征在于，所述分散剂的制备方法分为两种；方法一：使不饱和亲水酸单体
、
不饱和疏水单体
、
聚环氧烷不饱和单体通过自由基聚合反应，生成主链聚合物；后加入多氟烷基醇单体进行接枝反应，制得聚合物分散剂；和
/
或，方法二：使不饱和亲水酸单体
、
不饱和疏水单体的自由基聚合产物，与多氟烷基醇单体以及含端氨基或端羟基的聚环氧烷单体相混合，继续进行接枝反应，制得聚合物分散剂
。2.
根据权利要求1所述的高含氟量的锂离子电池用分散剂的制备方法，其特征在于，方法一中，原料用量以质量比计，分别为：不饱和亲水酸单体
10
‑
30wt
％，优选
10
‑
25wt
％，不饱和疏水单体
10
‑
50wt
％，优选
10
‑
40wt
％，聚环氧烷不饱和单体
10
‑
60
％，优选
10
‑
50wt
％，多氟烷基醇单体
10
‑
30wt
％，优选
10
‑
25wt
％；和
/
或，方法二中，原料用量以质量比计，分别为：不饱和亲水酸单体
10
‑
30wt
％，优选
15
‑
30wt
％，不饱和疏水单体
10
‑
30wt
％，优选
15
‑
30wt
％，含端氨基或端羟基的聚环氧烷单体
10
‑
70
％，优选
20
‑
60wt
％，多氟烷基醇单体1‑
30wt
％，优选5‑
25wt
％
。3.
根据权利要求1所述的高含氟量的锂离子电池用分散剂的制备方法，其特征在于，所述不饱和亲水酸单体选自丙烯酸
、
甲基丙烯酸
、
丁烯酸
、
马来酸
、
衣康酸
、
巴豆酸
、
中康酸
、
柠康酸
、
富马酸和它们的酸酐中的一种或多种，优选丙烯酸
、
甲基丙烯酸
、
马来酸
、
马来酸酐中的一种或多种；优选地，所述不饱和疏水单体选自
C1‑
C
30
不饱和酸烷基酯
、C8‑
C
20
不饱和芳基单体
、C6‑
C
20
不饱和烷基单体中的一种或多种，优选
C1‑
C
10
不饱和酸烷基酯
、C8‑
C
10
不饱和芳基单体
、C6‑
C
12
不饱和烷基单体中的一种或多种，更优选丙烯酸甲酯
、
丙烯酸丁酯
、
丙烯酸异辛酯
、
甲基丙烯酸甲酯
、
甲基丙烯酸丁酯
、
甲基丙烯酸异辛酯
、
苯乙烯
、a
‑
甲基苯乙烯
、a
‑
乙基苯乙烯
、
烯丙苯
、
二异丁烯中的一种或多种；优选地，所述聚环氧烷不饱和单体为重均分子量
100
‑

【专利技术属性】
技术研发人员：张抒，刘岩，秦佃斌，冯聪聪，纪学顺，
申请(专利权)人：万华化学集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：