【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及锂离子电池制备，具体而言，涉及一种聚合物添加剂、负极浆料和锂离子电池。
技术介绍
1、锂离子电池作为二次电池被用作移动电话等各种便携设备的电源，近年来，研究者们正在积极进行用于汽车等的大型电池的研究开发，这对目前的锂离子电池的电化学性能提出了更高要求，比如锂离子电池的能量密度有待提高。
2、硅的嵌锂理论比容量高达4200mah/g，因而成为备受瞩目的负极活性物质，且常用于替代传统的石墨等负极材料。但是，硅基材料在循环过程中由于锂离子的插入和脱出容易膨胀开裂。传统的sbr(聚苯乙烯丁二烯共聚物)和cmc(羧甲基纤维素)粘结体系不能较好地解决该问题。
3、此外，不管是正极还是负极粘结剂，或多或少都会对电池的电阻有所影响，而且电解液在循环过程中被逐渐消耗，如果无法及时补充电解液，将会导致电芯的快速衰退，尤其在圆柱电池中表现地更为严重。
4、因此，亟需研究并开发出一种同时具有助润、吸液和保液作用和抑制体积膨胀的添加剂来解决上述问题，从而提升锂离子电池的性能。
技术实现思路
1、本专利技术的主要目的在于提供一种聚合物添加剂、负极浆料和锂离子电池，以解决现有技术中负极对电解液的吸液保液能力差、需要及时补充电解液及容易发生体积膨胀，导致的锂离子电池性能衰减快和循环稳定性差的问题。
2、为了实现上述目的，本专利技术一方面提供了一种聚合物添加剂，该聚合物添加剂为无规共聚物，该聚合物添加剂的聚合单元包括第一聚合单元、第二聚合单元、第三聚合单
3、第一聚合单元具有通式(i)所示结构：
4、
5、第二聚合单元具有通式(ii)所示结构：
6、
7、第三聚合单元具有通式(iii)所示结构：
8、
9、第四聚合单元具有通式(iv)所示结构：
10、
11、其中，r1选自-och3、-nh2、-ch2ch2oh、-ch3(ch2)3、-ch2ch(ch3)2、-ch2choch3、-ch2ch3、或-ch2chch3，r2选自-oh、-nh2、-b(oh)2、-cn、-so3m、-po3hm、-po3m2或-coom，其中，m选自h+、li+、na+、k+或nh4+；以占聚合物添加剂的分子量的重量百分含量计，第一聚合单元的含量为45～53wt％，第二聚合单元的含量为20～28wt％，第三聚合单元的含量为15～23wt％，第四聚合单元的含量为1～10wt％；n取5～10中任一整数。
12、进一步地，以占聚合物添加剂的分子量的重量百分含量计，第一聚合单元的含量与第三聚合单元的含量的总和为x，第二聚合单元的含量和第四聚合单元的含量的总和为y，x与y的比值为(10～18):(4～9)。
13、进一步地，r2为-b(oh)2、-coom、-so3m或-po3m2时，以占聚合物添加剂的分子量的重量百分含量计，第四聚合单元的含量为5～10wt％，且n为5～7中任一整数。
14、进一步地，当n为5～7中任一整数时，以占聚合物添加剂的分子量的重量百分含量计，第一聚合单元的含量为48～53wt％，第二聚合单元的含量为25～27wt％，第三聚合单元的含量为15～19wt％，第四聚合单元的含量为5～10wt％；当n为8～10中任一整数时，以占聚合物添加剂的分子量的重量百分含量计，第一聚合单元的含量为45～48wt％，第二聚合单元的含量为26～28wt％，第三聚合单元的含量为18～23wt％，第四聚合单元的含量为1～5wt％。
15、进一步地，聚合物添加剂的重均分子量为25～35kj/mol，分子量分布指数为1.2～1.4。
16、为了实现上述目的，本专利技术另一个方面还提供了一种聚合物添加剂的制备方法，该聚合物添加剂的制备方法包括：在溶剂中，使第一聚合单体、第二聚合单体、第三聚合单体与第四聚合单体在链转移剂和引发剂作用下进行聚合反应，得到聚合物添加剂；第一聚合单体、第二聚合单体、第三聚合单体与第四聚合单体的重量份数分别与前文内容中第一聚合单元的含量、第二聚合单元的含量、第三聚合单元的含量以及第四聚合单元的含量具有相同定义；
17、第一聚合单体具有通式(v)所示结构：
18、
19、第二聚合单体具有通式(vi)所示结构：
20、
21、第三聚合单体具有式(vii)所示结构：
22、
23、第四聚合单体具有式(viii)所示结构：
24、
25、其中，r1、r2和n分别与前文内容具有相同定义。
26、本专利技术的又一方面提供了一种负极浆料，包括负极活性物质、溶剂和粘结剂，负极浆料还包括本申请提供的上述至少一种聚合物添加剂。
27、进一步地，以占负极浆料的重量百分含量计，聚合物添加剂的含量为0.1～0.5wt％。
28、进一步地，以占负极浆料的重量百分含量计，负极活性物质的含量为92～95wt％，粘结剂的含量为4.2～5.8wt％。
29、本专利技术的又一方面提供了一种锂离子电池，包括正极、负极、电解液和设置于正极和负极之间的隔膜，负极包括层叠设置的负极涂层和集流体，该负极涂层由本申请提供的上述负极浆料制得；优选地，负极涂层的密度为1.3～1.5g/cm3，厚度为50～60μm。
30、应用本专利技术的技术方案，本申请提供的上述聚合物添加剂中含有上述特定种类的聚合单元，具有与电解液亲和性好的侧链，当将其应用于锂离子电池的负极中时，能够提高对电解液的吸液保液能力，从而能够显著减缓锂离子电池的电化学容量衰减。相比于其它种类，上述种类的r1和r2能够与负极活性物质表面形成氢键，从而吸附在负极活性物质的表面并形成三维网络结构，这一方面能够抑制循环过程中负极发生膨胀，从而能够提高锂离子电池的循环稳定性，另一方面能够为锂离子提供传输通道，从而能够抑制添加剂对锂离子电池电化学性能的影响；而且，当r2中含有锂离子时(即m选自li时)还能够提高负极片中锂离子的含量，从而能够减少充放电中的容量损失。
31、通过控制聚合物添加剂中各部分结构单元的含量在特定范围内(即控制第一聚合单元、第二聚合单元、第三聚合单元和第四聚合单元的含量在本申请上述范围内)，有利于发挥各链段的协同作用，同时有利于提高对电解液的吸液保液能力，有利于抑制循环过程中负极片发生膨胀，从而有利于减缓锂离子电池的电化学容量衰减同时提高其循环稳定性。
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1.一种聚合物添加剂，其特征在于，所述聚合物添加剂为无规共聚物，所述聚合物添加剂的聚合单元包括第一聚合单元、第二聚合单元、第三聚合单元和第四聚合单元，所述第一聚合单元具有通式(I)所示结构：
2.根据权利要求1所述的聚合物添加剂，其特征在于，以占所述聚合物添加剂的分子量的重量百分含量计，所述第一聚合单元的含量与所述第三聚合单元的含量的总和为x，所述第二聚合单元的含量和所述第四聚合单元的含量的总和为y，所述x与所述y的比值为(10～18):(4～9)。
3.根据权利要求2所述的聚合物添加剂，其特征在于，所述R2为-B(OH)2、-COOM、-SO3M或-PO3M2时，以占所述聚合物添加剂的分子量的重量百分含量计，所述第四聚合单元的含量为5～10wt％，且所述n为5～7中任一整数。
4.根据权利要求2所述的聚合物添加剂，其特征在于，当所述n为5～7中任一整数时，以占所述聚合物添加剂的分子量的重量百分含量计，所述第一聚合单元的含量为48～53wt％，所述第二聚合单元的含量为25～27wt％，所述第三聚合单元的含量为15～19wt％，所述第四聚合单元的
5.根据权利要求1至4中任一项所述的聚合物添加剂，其特征在于，所述聚合物添加剂的重均分子量为25～35kJ/mol，分子量分布指数为1.2～1.4。
6.一种聚合物添加剂的制备方法，其特征在于，所述聚合物添加剂的制备方法包括：
7.一种负极浆料，包括负极活性物质、溶剂和粘结剂，其特征在于，所述负极浆料还包括权利要求1至5中任一项所述的至少一种聚合物添加剂。
8.根据权利要求7所述的负极浆料，其特征在于，以占所述负极浆料的重量百分含量计，所述聚合物添加剂的含量为0.1～0.5wt％。
9.根据权利要求7所述的负极浆料，其特征在于，以占所述负极浆料的重量百分含量计，所述负极活性物质的含量为92～95wt％，所述粘结剂的含量为4.2～5.8wt％。
10.一种锂离子电池，包括正极、负极、电解液和设置于所述正极和负极之间的隔膜，其特征在于，所述负极包括层叠设置的负极涂层和集流体，所述负极涂层由权利要求7至9中任一项所述的负极浆料制得；
...【技术特征摘要】
1.一种聚合物添加剂，其特征在于，所述聚合物添加剂为无规共聚物，所述聚合物添加剂的聚合单元包括第一聚合单元、第二聚合单元、第三聚合单元和第四聚合单元，所述第一聚合单元具有通式(i)所示结构：
2.根据权利要求1所述的聚合物添加剂，其特征在于，以占所述聚合物添加剂的分子量的重量百分含量计，所述第一聚合单元的含量与所述第三聚合单元的含量的总和为x，所述第二聚合单元的含量和所述第四聚合单元的含量的总和为y，所述x与所述y的比值为(10～18):(4～9)。
3.根据权利要求2所述的聚合物添加剂，其特征在于，所述r2为-b(oh)2、-coom、-so3m或-po3m2时，以占所述聚合物添加剂的分子量的重量百分含量计，所述第四聚合单元的含量为5～10wt％，且所述n为5～7中任一整数。
4.根据权利要求2所述的聚合物添加剂，其特征在于，当所述n为5～7中任一整数时，以占所述聚合物添加剂的分子量的重量百分含量计，所述第一聚合单元的含量为48～53wt％，所述第二聚合单元的含量为25～27wt％，所述第三聚合单元的含量为15～...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈树，王蒙，李洋，朱冠楠，
申请(专利权)人：上海轩邑新能源发展有限公司，
类型：发明
国别省市：
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