CN108598485A - 一种聚吡咯电池导电添加剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种聚吡咯电池导电添加剂，它是由下述重量份的原料组成的：吡咯110‑130、过氧化二异丙苯3‑5、2‑巯基苯并咪唑0.6‑1、羟基乙叉二膦酸2‑4、季戊四醇3‑5、乙炔炭黑1‑2、乙氧基化烷基酚硫酸铵0.8‑1、乙酸异丁酸蔗糖酯1‑2、硬脂酸锌0.1‑0.4、辛酸亚锡0.1‑0.2，本发明以吡咯为单体，在酯化液中分散，在引发剂作用下聚合，有效的改善了炭黑在聚吡咯间的分散相容性，从而提高了成品材料的力学稳定性和导电稳定性。

Description

一种聚吡咯电池导电添加剂及其制备方法
技术领域
本发明属于导电材料领域，具体涉及一种聚吡咯电池导电添加剂及其制备方法。
背景技术
导电添加剂是锂离子电池不可缺少的关键材料之一，特别是在动力型锂离子电池的大电流充放电过程中具有十分重要的作用。不同导电剂都有各自的特点，形态也是各有千秋；当前电池使用较广泛的导电剂可分为导电炭黑、导电石墨和新型导电剂等三大类，新型导电剂主要指碳纳米管、石墨烯等，而聚吡咯作为一种导电聚合物，具有很好的导电稳定性，然而其在电池领域的应用还比较低，因此，本发明的目的是提供一种新型的导电性强，力学性好，导电稳定性高的电池添加剂。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种聚吡咯电池导电添加剂及其制备方法。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种聚吡咯电池导电添加剂，它是由下述重量份的原料组成的：
吡咯110-130、过氧化二异丙苯3-5、2-巯基苯并咪唑0.6-1、羟基乙叉二膦酸2-4、季戊四醇3-5、乙炔炭黑1-2、乙氧基化烷基酚硫酸铵0.8-1、乙酸异丁酸蔗糖酯1-2、硬脂酸锌0.1-0.4、辛酸亚锡0.1-0.2。
一种聚吡咯电池导电添加剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)取乙炔炭黑、乙氧基化烷基酚硫酸铵混合，加入到混合料重量25-30倍的去离子水中，超声10-20分钟，升高温度为60-65℃，加入硬脂酸锌，保温搅拌1-2小时，得活化炭黑分散液；
(2)取2-巯基苯并咪唑，加入到其重量7-9倍的无水乙醇中，搅拌均匀，与季戊四醇混合，搅拌均匀，得复合醇溶液；
(3)取上述活化炭黑分散液、复合醇溶液混合，搅拌均匀，加入羟基乙叉二膦酸，升高温度为90-95℃，保温搅拌1-2小时，加入乙酸异丁酸蔗糖酯，搅拌至常温，得酯分散液；
(4)取过氧化二异丙苯，加入到其重量10-14倍的无水乙醇中，搅拌均匀，得引发剂溶液；
(5)取吡咯，加入到上述酯分散液中，搅拌均匀，送入到反应釜中，通入氮气，调节反应釜温度为65-70℃，加入上述引发剂溶液，保温搅拌4-5小时，出料冷却，得炭黑改性聚吡咯分散液；
(6)取辛酸亚锡，加入到上述炭黑改性聚吡咯分散液中，搅拌均匀，升高温度为80-85℃，保温搅拌20-30分钟，过滤，将沉淀水洗，真空55-60℃下干燥1-2小时，冷却至常温，即得所述聚吡咯电池导电添加剂。
本发明的优点：
本发明以乙炔炭黑为导电原料，采用硬脂酸盐处理，然后分散到乙氧基化烷基酚硫酸铵的水溶液中，以该导电分散液为溶剂，加入羟基乙叉二膦酸与醇共混酯化，再以吡咯为单体，在该酯化液中分散，在引发剂作用下聚合，有效的改善了炭黑在聚吡咯间的分散相容性，从而提高了成品材料的力学稳定性和导电稳定性。
具体实施方式
实施例1
一种聚吡咯电池导电添加剂，它是由下述重量份的原料组成的：
吡咯130、过氧化二异丙苯5、2-巯基苯并咪唑1、羟基乙叉二膦酸2、季戊四醇3、乙炔炭黑1、乙氧基化烷基酚硫酸铵0.8、乙酸异丁酸蔗糖酯1、硬脂酸锌0.1、辛酸亚锡0.1。
一种聚吡咯电池导电添加剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)取乙炔炭黑、乙氧基化烷基酚硫酸铵混合，加入到混合料重量25倍的去离子水中，超声10分钟，升高温度为60℃，加入硬脂酸锌，保温搅拌1小时，得活化炭黑分散液；
(2)取2-巯基苯并咪唑，加入到其重量7-9倍的无水乙醇中，搅拌均匀，与季戊四醇混合，搅拌均匀，得复合醇溶液；
(3)取上述活化炭黑分散液、复合醇溶液混合，搅拌均匀，加入羟基乙叉二膦酸，升高温度为90℃，保温搅拌1小时，加入乙酸异丁酸蔗糖酯，搅拌至常温，得酯分散液；
(4)取过氧化二异丙苯，加入到其重量10倍的无水乙醇中，搅拌均匀，得引发剂溶液；
(5)取吡咯，加入到上述酯分散液中，搅拌均匀，送入到反应釜中，通入氮气，调节反应釜温度为65℃，加入上述引发剂溶液，保温搅拌4小时，出料冷却，得炭黑改性聚吡咯分散液；
(6)取辛酸亚锡，加入到上述炭黑改性聚吡咯分散液中，搅拌均匀，升高温度为80℃，保温搅拌20分钟，过滤，将沉淀水洗，真空55℃下干燥1小时，冷却至常温，即得所述聚吡咯电池导电添加剂。
实施例2
一种聚吡咯电池导电添加剂，它是由下述重量份的原料组成的：
吡咯110、过氧化二异丙苯3、2-巯基苯并咪唑0.6、羟基乙叉二膦酸2、季戊四醇3、乙炔炭黑1、乙氧基化烷基酚硫酸铵0.8、乙酸异丁酸蔗糖酯1、硬脂酸锌0.1、辛酸亚锡0.1。
一种聚吡咯电池导电添加剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)取乙炔炭黑、乙氧基化烷基酚硫酸铵混合，加入到混合料重量25倍的去离子水中，超声10分钟，升高温度为60℃，加入硬脂酸锌，保温搅拌1小时，得活化炭黑分散液；
(2)取2-巯基苯并咪唑，加入到其重量7倍的无水乙醇中，搅拌均匀，与季戊四醇混合，搅拌均匀，得复合醇溶液；
(3)取上述活化炭黑分散液、复合醇溶液混合，搅拌均匀，加入羟基乙叉二膦酸，升高温度为90℃，保温搅拌1小时，加入乙酸异丁酸蔗糖酯，搅拌至常温，得酯分散液；
(4)取过氧化二异丙苯，加入到其重量10倍的无水乙醇中，搅拌均匀，得引发剂溶液；
(5)取吡咯，加入到上述酯分散液中，搅拌均匀，送入到反应釜中，通入氮气，调节反应釜温度为65℃，加入上述引发剂溶液，保温搅拌4小时，出料冷却，得炭黑改性聚吡咯分散液；
(6)取辛酸亚锡，加入到上述炭黑改性聚吡咯分散液中，搅拌均匀，升高温度为80℃，保温搅拌20分钟，过滤，将沉淀水洗，真空55℃下干燥1小时，冷却至常温，即得所述聚吡咯电池导电添加剂。
性能测试：
将本发明的聚吡咯电池导电添加剂进行充放电测试，在0.2A/g充放电条件下的比电容为195.5-199.2F/g；拉伸强度为163.3-172.7Mpa。

Claims (2)

1.一种聚吡咯电池导电添加剂，其特征在于，它是由下述重量份的原料组成的：
吡咯110-130、过氧化二异丙苯3-5、2-巯基苯并咪唑0.6-1、羟基乙叉二膦酸2-4、季戊四醇3-5、乙炔炭黑1-2、乙氧基化烷基酚硫酸铵0.8-1、乙酸异丁酸蔗糖酯1-2、硬脂酸锌0.1-0.4、辛酸亚锡0.1-0.2。
2.一种如权利要求1所述的聚吡咯电池导电添加剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)取乙炔炭黑、乙氧基化烷基酚硫酸铵混合，加入到混合料重量25-30倍的去离子水中，超声10-20分钟，升高温度为60-65℃，加入硬脂酸锌，保温搅拌1-2小时，得活化炭黑分散液；
(2)取2-巯基苯并咪唑，加入到其重量7-9倍的无水乙醇中，搅拌均匀，与季戊四醇混合，搅拌均匀，得复合醇溶液；
(3)取上述活化炭黑分散液、复合醇溶液混合，搅拌均匀，加入羟基乙叉二膦酸，升高温度为90-95℃，保温搅拌1-2小时，加入乙酸异丁酸蔗糖酯，搅拌至常温，得酯分散液；
(4)取过氧化二异丙苯，加入到其重量10-14倍的无水乙醇中，搅拌均匀，得引发剂溶液；
(5)取吡咯，加入到上述酯分散液中，搅拌均匀，送入到反应釜中，通入氮气，调节反应釜温度为65-70℃，加入上述引发剂溶液，保温搅拌4-5小时，出料冷却，得炭黑改性聚吡咯分散液；
(6)取辛酸亚锡，加入到上述炭黑改性聚吡咯分散液中，搅拌均匀，升高温度为80-85℃，保温搅拌20-30分钟，过滤，将沉淀水洗，真空55-60℃下干燥1-2小时，冷却至常温，即得所述聚吡咯电池导电添加剂。
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