CN113474918A - 包含梳形共聚物的组合物 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种组合物，其包含a)包含N‑乙烯基内酰胺的聚合单元的聚合物a)，b)具有基于乙烯基芳族化合物和烯属不饱和可聚合羧酸酐的聚合物主链并具有至少两个聚环氧烷侧链的梳形共聚物b)，和c)碳基材料。

Description

包含梳形共聚物的组合物
本发明涉及包含具有N-乙烯基内酰胺的聚合单元的聚合物和梳形聚合物的组合物。本发明进一步涉及所述组合物作为碳基材料(carbon-based material)的分散剂的用途、制备碳基材料分散体的方法和可充电电池组(rechargeable electric battery)。
EP 2296208 A涉及用于生产电池组的电极，特别是锂二次电池组的电极的组合物。该文献涉及碳基材料的分散体的稳定化和改进电池组性能。发明人提出作为碳基材料的分散剂加入有机染料衍生物、具有碱性官能团的蒽醌衍生物和三嗪衍生物中的至少一种。实施例描述了使用聚乙烯基吡咯烷酮作为用于制备炭黑分散体的添加剂。
JP 2011070908 A涉及用于制造锂离子电池组的导电材料的液体分散体。该分散体含有导电材料、分散剂和分散介质。分散剂是非离子聚合物。优选的聚合物是聚乙烯醇、聚乙烯基吡咯烷酮、纤维素树脂、聚环氧烷、聚乙烯醇缩醛、聚乙烯基醚、几丁质(chitin)、脱乙酰壳多糖和淀粉。分散介质的实例包括非质子极性溶剂，如N-甲基-2-吡咯烷酮、二甲亚砜和二甲基甲酰胺。
JP 2015227406 A描述了炭黑分散体液体和使用所述分散体的锂离子电池组电极材料糊。提出酞菁金属络合物作为炭黑的分散剂。
TW 201347972 A描述了设置在金属基底上的钻孔盖板。使用树脂组合物将盖板粘合到金属上，所述树脂组合物包含基于苯乙烯-马来酸酐共聚物的梳形共聚物和聚乙烯基吡咯烷酮。该梳形共聚物通常通过用聚乙二醇或聚丙二醇的单甲基醚接枝苯乙烯-马来酸酐共聚物来制备。
始终需要改进的碳基材料分散剂以提供改进的碳基材料分散体的稳定化和当用于制造可充电电池组时改进的电池组性能，例如改进的充放电循环稳定性。
本发明提供一种组合物，其包含
a)包含N-乙烯基内酰胺的聚合单元的聚合物a)，
b)具有基于乙烯基芳族化合物和烯属不饱和可聚合羧酸酐的聚合物主链并具有至少两个聚环氧烷侧链的梳形共聚物b)，和
c)碳基材料。
聚合物a)包含N-乙烯基内酰胺的聚合单元。聚合单元是指已发生烯属不饱和乙烯基的聚合的N-乙烯基内酰胺。合适的N-乙烯基内酰胺的实例可具有4-、5-、6-或7-元环，也称为β、γ、δ或ε内酰胺。优选实例包括N-乙烯基吡咯烷酮和N-乙烯基己内酰胺。
在一个实施方案中，聚合物a)是N-乙烯基内酰胺和其它具有烯属不饱和可聚合基团的单体的共聚物。其它单体的实例包括丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯、乙烯基芳族化合物和乙烯基酯。在优选实施方案中，聚合物a)由至少50％，更优选至少80重量％的N-乙烯基内酰胺的聚合单元组成。
在一个实施方案中，聚合物a)包含一种类型的N-乙烯基内酰胺的聚合单元。在另一些实施方案中，聚合物a)包含两种或更多种不同类型的N-乙烯基内酰胺的聚合单元。优选的是，聚合物a)包含N-乙烯基吡咯烷酮的聚合单元或由N-乙烯基吡咯烷酮的聚合单元组成。
聚合物a)的分子量不受特别限制。在一些实施方案中，聚合物a)的重均分子量在2000至500000g/mol的范围内，优选在5000至100000g/mol的范围内。特别优选的是，聚合物a)具有在15000至80000g/mol的范围内的重均分子量。通常，聚合物a)是基本线性聚合物。
聚合物a)的重均分子量可合适地通过使用聚甲基丙烯酸甲酯作为校准标准和N,N-二甲基乙酰胺作为洗脱剂的凝胶渗透色谱法(GPC)测定。
本发明的组合物中的梳形共聚物b)是具有基于乙烯基芳族化合物和烯属不饱和可聚合羧酸酐的聚合物主链并具有至少两个聚环氧烷侧链的梳形聚合物。
聚合物b)的聚合物主链通常为基本线性的，即其通过具有一个烯属不饱和可聚合键的烯属不饱和可聚合单体的聚合制备。如果需要，在聚合物b)的聚合物主链中可存在少量支化，例如通过包括具有多于一个烯属不饱和可聚合键的单体。
梳形聚合物b)的聚合物主链包含乙烯基芳族化合物的聚合单元。合适的乙烯基芳族化合物的实例包括苯乙烯、乙烯基甲苯、乙烯基二甲苯、乙烯基乙苯及其混合物。梳形聚合物b)的聚合物主链进一步包含烯属不饱和可聚合羧酸酐或烯属不饱和可聚合二羧酸的聚合单元。合适单体的实例包括马来酸酐、衣康酸酐、柠康酸酐、富马酸、上述化合物的酯、及其混合物。聚合物b)的聚合物主链可合适地通过上述两种类型单体的共聚制备。如果需要，在聚合物b)的聚合物主链中可包括其它单体，例如丙烯酸或甲基丙烯酸及其酯。在一个优选实施方案中，梳形聚合物b)的聚合物主链是苯乙烯和马来酸酐的共聚物。
聚合物b)是梳形共聚物。梳形聚合物是具有至少两个连接到聚合物主链上的聚合侧链的共聚物。聚合物b)具有至少两个连接到聚合物主链上的聚环氧烷侧链。梳形共聚物b)通常具有2至100，优选2至50，更优选3至25，最优选4至12个聚环氧烷侧链。通常，聚环氧烷侧链是基于环氧化物或氧杂环丁烷的聚合单元的聚醚。通常，聚环氧烷侧链基于环氧乙烷、环氧丙烷、环氧丁烷及其混合物的聚合单元。在环氧烷的混合物的情况下，这些可以两个或更多个嵌段的形式或以无规顺序存在于聚环氧烷链中。基于环氧乙烷、环氧丙烷，特别是它们的混合物的聚环氧烷侧链是优选的。
梳形共聚物b)的重均分子量可合适地通过使用聚苯乙烯作为校准标准和THF作为洗脱剂的凝胶渗透色谱法(GPC)测定。
聚环氧烷侧链的重均分子量通常在200至6000g/mol，优选300至4000g/mol的范围内。在一些实施方案中，聚环氧烷侧链具有醚端基，例如烷基醚端基，如乙基或甲基醚端基。
聚环氧烷侧链可通过胺或醇封端的单官能聚氧化烯基醚(polyoxyalkyleneoxides)与聚合物主链的羧酸酐基团的反应连接到聚合物主链上。伯胺基团与羧酸酐基团的反应可产生酰胺键或酰亚胺键。优选的是，梳形共聚物b)的聚氧化烯基醚(polyoxyalkylene oxide)侧链经由酰胺基团或酰亚胺基团连接到聚合物主链上，例如通过苯乙烯和马来酸酐的共聚物与聚醚单胺的反应。合适的聚醚胺可以商品名称
Figure BDA0003224345970000031
M获自Huntsman。或者，聚环氧烷侧链可经由酯键连接到聚合物主链上。这可通过使聚合物主链的羧酸酐基团与羟基封端的聚环氧烷单醚反应实现。
在优选实施方案中，梳形共聚物b)包含附加官能团，其包括羟基、羧酸、羧酸盐、叔胺、叔胺盐和季铵的至少一种。
可通过使聚合物主链的羧酸酐基团与链烷醇胺(如乙醇胺)反应引入羟基。
可通过聚合物主链的羧酸酐基团与醇或胺的开环反应引入羧酸基团。羧酸基团可被碱中和以形成羧酸的盐。
梳形共聚物b)合适地具有在0至300mg KOH/g的范围内的酸值。在优选实施方案中，梳形共聚物b)的酸值在0至150mg KOH/g，更优选0至100mg KOH/g或0至70mg KOH/g的范围内。
可通过使聚合物主链的羧酸酐基团与具有叔胺基团和伯胺或仲胺基团的二胺(如3-二甲基氨基丙基胺)反应引入叔胺基团。叔胺可用酸中和以形成其盐。或者，叔胺可用季铵化剂季铵化以形成季铵基团。合适的季铵化剂的实例包括烷基卤或苄基卤，以及与羧酸组合的环氧化物。包含叔胺、叔胺盐和季铵的至少一种的梳形共聚物b)是优选的。
梳形共聚物b)合适地具有在0至300mg KOH/g的范围内的胺值。在优选实施方案中，梳形共聚物b)的胺值在0至150mg KOH/g，更优选0至100mg KOH/g或0至70mg KOH/g的范围内。
梳形共聚物b)的重均分子量合适地在4000至100000g/mol的范围内，优选在6000至60000g/mol的范围内。可如上文对梳形共聚物b)所述测定重均分子量。
合适的梳形聚合物b)的实例及其制备详细描述在欧洲专利申请EP 2125910 A中。
在本发明的组合物中，聚合物a)与梳形共聚物b)的重量比优选在10:90至90:10的范围内，更优选在25:75至75:25的范围内。
在优选实施方案中，本发明的组合物作为液体组合物提供。因此，该组合物优选包含至少一种溶剂。通常，该溶剂是有机溶剂。溶剂的选择不是特别关键。合适的溶剂能够溶解聚合物a)和梳形共聚物b)。也可能使用溶剂的组合。由于聚合物a)的相对极性性质，通常优选的是，该溶剂包含非质子偶极溶剂(aprotic dipolar solvent)，如二甲亚砜、二甲基甲酰胺或N-甲基吡咯烷酮。
尽管该组合物的水含量不是特别关键，但已经发现，由聚合物a)的高吸水性造成的高水含量在一些实施方案中会降低该组合物的储存稳定性和均匀性。因此，优选的是，该组合物的水含量在基于组合物的总重量计算0.0至5.0重量％的范围内。特别优选的是，该组合物的水含量在0.0至3.0重量％的范围内，更优选在0.0至1.5重量％的范围内。
可合适地通过Karl-Fischer滴定测定水含量。
包含聚合物a)和聚合物b)的组合物非常适合作为碳基材料的分散剂。因此，本发明的组合物包含碳基材料。碳基材料是90至100重量％由碳组成的材料。为了用于电池组的电极制造领域，选择导电的碳基材料。合适的导电碳基材料的实例包括炭黑、碳纳米管、石墨、碳纤维、石墨烯、富勒烯及其混合物。优选的碳基材料是炭黑、石墨烯和碳纳米管。合适的炭黑的具体类型是炉法炭黑和乙炔黑。
本发明进一步涉及一种制备碳基材料分散体的方法，其包括步骤
i)提供一种组合物，其包含：包含N-乙烯基内酰胺的聚合单元的聚合物a)和具有基于乙烯基芳族化合物和烯属不饱和可聚合羧酸酐的聚合物主链并具有至少两个聚环氧烷侧链的梳形聚合物b)，
ii)提供碳基材料，
iii)混合在步骤i)和ii)中提供的组分并施加剪切力以制备碳基材料分散体。
可通过用于分散颜料的公知设备，例如通过球磨机或通过高速搅拌器提供剪切力。合适地，在该方法中使用基于碳基材料的重量计算总共1至40重量％的聚合物a)和聚合物b)。
其中使用本发明的组合物作为分散剂的碳基材料的分散体表现出有利的性质，如低粘度和碳基材料的小粒度。
包含碳基材料的本发明的组合物可非常有利地用于制备可充电电池组的电极糊。因此，本发明还涉及具有包含本发明的组合物的电极的可充电电池组。术语电池组包含单个电化学电池(其含有电极、隔膜和电解质)，以及电池集合或电池组装件。
可充电电池组可使用电极作为组成元件，优选作为阴极制成。术语阴极是指其中在放电周期的过程中发生还原的电极。
电极糊(paste for an electrode)含有碳基材料、活性电极材料和粘合剂的分散体。可通过捏合获得电极糊。已知装置，如螺条混合机、螺杆型捏合机、Spartan制粒机、Loedige混合机、行星式搅拌机或通用混合机可用于捏合。可将电极糊成型为片形、丸粒形等。
用于电极糊的粘合剂的实例包括已知粘合剂，如：基于氟的聚合物，如聚偏二氟乙烯和聚四氟乙烯；和基于橡胶的粘合剂，如苯乙烯-丁二烯橡胶(SBR)。
相对于该糊料的100质量份的不挥发物，粘合剂的适当用量为1至50质量份，特别地，用量优选为大约1.5至20质量份。
在捏合时可使用溶剂。溶剂的实例包括已知溶剂，如：二甲基甲酰胺和异丙醇；在基于氟的聚合物的情况下，甲苯和N-甲基吡咯烷酮；在SBR的情况下，水。在使用水作为溶剂的粘合剂的情况下，优选一起使用增稠剂。调节溶剂的量以获得使糊料容易施加到集流体(collector)上的粘度。
电极可由上文提到的电极糊的模制品形成。例如通过将电极糊施加到集流体上，接着干燥和加压成型来获得电极。
集流体的实例包括铝、镍、铜、不锈钢等的箔和网。该糊料的涂层厚度通常为40至200μm。对糊料涂布方法没有特定限制，并且涂布方法的一个实例包括涉及用刮刀或棒涂布机涂布、接着借助辊压等成型的方法。
加压成型的实例包括辊压成型、压缩模塑等。用于加压成型的压力优选为大约1至3t/cm2。随着电极密度提高，单位体积的电池容量通常提高。但是，如果电极密度提高太多，则循环特性通常退化。如果使用在本发明的优选实施方案中的电极糊，即使提高电极密度，循环特性的退化也小。通常，电极密度在1.0至4.0g/cm3的范围内。在一些实施方案中，阴极的电极密度在2.0至3.5g/cm3的范围内，且阳极的密度在1.2至2.0g/cm3的范围内。
以锂离子可充电电池组作为具体实例描述在本发明的优选实施方案中的可充电电池组。锂离子可充电电池组具有将阳极和阴极浸泡在电解质中的结构。
在锂离子可充电电池组的阴极中，通常使用含锂的过渡金属氧化物或锂金属磷酸盐，如LiFePO4作为阴极活性材料，并优选使用主要含有锂和选自Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Mo和W的至少一种过渡金属元素的氧化物，其是具有0.3至2.2的锂/过渡金属元素摩尔比的化合物。更优选地，使用主要含有锂和选自V、Cr、Mn、Fe、Co和Ni的至少一种过渡金属元素的氧化物，其是具有0.3至2.2的锂/过渡金属摩尔比的化合物。应该指出，可在相对于主要存在的过渡金属计小于30摩尔％的范围内包含Al、Ga、In、Ge、Sn、Pb、Sb、Bi、Si、P、B等。在上文提到的活性材料中，优选使用至少一种具有通式LixMO2(M代表Co、Ni、Fe和Mn的至少一种，且x是0至1.2)或LiyN2O4(N含有至少Mn，且y是0至2)所示的尖晶石结构的材料。
此外，作为阴极活性材料，特别优选使用至少一种各自包括LiyMaD1-aO2的材料(M代表Co、Ni、Fe和Mn的至少一种，D代表Co、Ni、Fe、Mn、Al、Zn、Cu、Mo、Ag、W、Ga、In、Sn、Pb、Sb、Sr、B和P的至少一种，条件是排除M对应的元素，y＝0至1.2和a＝0.5至1)和各自具有Liz(NbE1-b)2O4所示的尖晶石结构的材料(N代表Mn，E代表Co、Ni、Fe、Mn、Al、Zn、Cu、Mo、Ag、W、Ga、In、Sn、Pb、Sb、Sr、B和P的至少一种，b＝1至0.2，和z＝0至2)。
具体地，例举LixCoO2、LixNiO2、LixMnO2、LixCoaNi1-aO2、LixCobV1-bOz、LixCobFe1-bO2、LixMn2O4、LixMncCo2-cO4、LixMncNi2-cO4、LixMncV2-cO4和LixMncFe2-cO4(其中x＝0.02至1.2、a＝0.1至0.9、b＝0.8至0.98、c＝1.6至1.96和z＝2.01至2.3)。作为最优选的含锂的过渡金属氧化物，给出LixCoO2、LixNiO2、LixMnO2、LixCoaNi1-aO2、LixMn2O4和LixCobV1-bOz(x＝0.02至1.2、a＝0.1至0.9、b＝0.9至0.98和z＝2.01至2.3)。应该指出，x的值可能随充电和放电而提高和降低。
尽管阴极活性材料的平均粒度不受特定限制，但粒度优选为0.1至50μm。优选的是，0.5至30μm的粒子的体积为95％或更大。更优选的是，粒径为3μm或更小的粒子群占据的体积为总体积的18％或更小，且15μm或更大和25μm或更小的粒子群占据的体积为总体积的18％或更小。
尽管比表面积不受特定限制，但通过BET法测得的面积优选为0.01至50m2/g，特别优选0.2m2/g至1m2/g。
在锂离子可充电电池组中，可在阴极和阳极之间提供隔膜。隔膜的实例包括各自主要含有聚烯烃如聚乙烯和聚丙烯的非织造物、布和微孔膜，它们的组合等。
作为形成本发明的一个优选实施方案中的锂离子可充电电池组的电解质，可使用已知的有机电解质、无机固体电解质和聚合物固体电解质，但考虑到离子电导率，有机电解质是优选的。
作为有机电解质的溶剂(非水溶剂)，优选的是有机溶剂的溶液，如：醚，如二乙基醚、二丁基醚、乙二醇单甲基醚、乙二醇单乙基醚、乙二醇单丁基醚、二乙二醇单甲基醚、二乙二醇单乙基醚、二乙二醇单丁基醚、二乙二醇二甲基醚或乙二醇苯基醚；酰胺，如甲酰胺、N-甲基甲酰胺、N,N-二甲基甲酰胺、N-乙基甲酰胺、N,N-二乙基甲酰胺、N-甲基乙酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N-乙基乙酰胺、N,N-二乙基乙酰胺、N,N-二甲基丙酰胺或六甲基磷酰胺；含硫化合物，如二甲亚砜或环丁砜；二烷基酮，如甲乙酮或甲基异丁基酮；环醚，如环氧乙烷、环氧丙烷、四氢呋喃、2-甲氧基四氢呋喃或1,3-二氧戊环；碳酸酯，如碳酸亚乙酯或碳酸亚丙酯；γ-丁内酯；N-甲基吡咯烷酮；乙腈；硝基甲烷、1,2-二甲氧基乙烷；等。此外，优选例举：碳酸酯，如碳酸亚乙酯、碳酸亚丁酯、碳酸二乙酯、碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯、碳酸亚丙酯、碳酸亚乙烯酯，和酯，如γ-丁内酯；醚，如二氧戊环、二乙基醚和二乙氧基乙烷；二甲亚砜；乙腈；四氢呋喃；等。特别优选使用基于碳酸酯的非水溶剂，如碳酸亚乙酯或碳酸亚丙酯。可单独使用这些溶剂的一种类型，或其中两种或更多种类型可作为混合物使用。
锂盐用作这些溶剂各自的溶质(电解质)。众所周知的锂盐的实例包括LiClO4、LiBF4、LiPF6、LiAlCl4、LiSbF6、LiSCN、LiCl、LiCF3SO3、LiCF3CO2、LiN(CF3SO2)2等。
聚合物固体电解质的实例包括聚环氧乙烷衍生物、聚环氧丙烷衍生物、磷酸酯聚合物、聚碳酸酯衍生物等。
实施例
原材料:
碳酸钾:(Sigma-Aldrich)
(Dowanol)PMA:乙酸1-甲氧基-2-丙基酯(DOW Chemicals)
SMA 2000:苯乙烯-马来酸酐共聚物(苯乙烯/马来酸酐的摩尔比＝2/1)(CrayValley)
Jeffamine M 2070:胺封端的EO/PO聚醚(Huntsman)
Lutensol AO11:脂肪醇(碳数:13–15)乙氧基化物(聚乙二醇的重复单元＝11)(BASF)
DMAPA:N,N-二甲基氨基丙基胺(Huntsman)
Grilonit RV 1814:烷基(碳数:13–15)缩水甘油醚(EMS-GRILTECH)
苯甲酸:(Sigma-Aldrich)
AMP:95％的氨基甲基丙醇和5％的水(Sigma-Aldrich)
NMP:N-甲基吡咯烷酮(BASF)
DISPERBYK-111:酸性聚合物，酸值＝129mg KOH/g(BYK-Chemie)
不挥发物含量(固含量)的测量
将样品(2.0±0.2克受试物质)精确称量到预先干燥的铝盘中，并在清漆干燥箱中在150℃下干燥20分钟，在干燥器中冷却，然后再称重。残留物相当于样品中的固含量(ISO3251)。
胺值的测量
将1.5至3.0克分散剂精确称量到80毫升烧杯中并用50毫升乙酸溶解。使用配备pH电极的自动滴定装置，用0.1mol/L HClO4乙酸溶液中和滴定该溶液。使用滴定pH曲线的拐点作为滴定终点，并通过下列方程式获得胺值(DIN 16945)。
胺值[mg KOH/g]＝(561×0.1×f×V)/(W×S)
(其中f:滴定剂的系数，V:在滴定终点的滴定量[mL]，W:分散剂样品的称重的量[g]，S:分散剂样品的固体物质浓度[wt％])
酸值的测量
将1.5至3.0克分散剂精确称量到80毫升烧杯中并用50毫升乙醇溶解。使用配备pH电极的自动滴定装置，用0.1mol/L乙醇KOH溶液中和滴定该溶液。使用滴定pH曲线的拐点作为滴定终点，并通过下列方程式获得胺值(DIN EN ISO 2114)。
酸值[mg KOH/g]＝(561×0.1×f×V)/(W×S)
(其中f:滴定剂的系数，V:在滴定终点的滴定量[mL]，W:分散剂样品的称重的量[g]，S:分散剂样品的固体物质浓度[wt％])
凝胶渗透色谱法(GPC)
使用高压液相色谱泵(WATERS 600HPLC泵)和折射率检测器(Waters 410)在40℃下根据DIN 55672-1:2007-08测定重均分子量Mw。作为分离柱，使用来自WATERS的3个Styragel柱的组合，具有300mm x 7.8mm ID/柱的尺寸、5μm的粒度和孔径HR4、HR2和HR1。所用洗脱剂是含1体积％二丁基胺的四氢呋喃，洗脱速率为1ml/min。使用聚苯乙烯标样进行常规校准。
梳形共聚物C-1的合成
将85克PMA添加到反应器中。在搅拌过程中加入21克SMA 2000，同时将混合物加热到70℃。然后，将64克Jeffamine M 2070和4克DMAPA逐滴添加到反应器中。该反应在170℃下进行4小时。在反应过程中蒸馏出PMA。该聚合物的Mw为30210g/mol。
在下一步骤中，将反应器冷却到120℃。然后，将9克Grilonit RV 1814和4克苯甲酸添加到反应器中。该反应在120℃下进行4小时。此后，获得梳形共聚物C-1。
梳形共聚物C-1具有100％固含量、18mg KOH/g的胺值和8mg KOH/g的酸值。
梳形共聚物C-2的合成
将85克PMA添加到反应器中。在搅拌过程中加入21克SMA 2000，同时将混合物加热到70℃。然后，将79克Jeffamine M 2070逐滴添加到反应器中。该反应在170℃下进行4小时。在减压下脱除溶剂后，获得梳形共聚物C-2。
梳形共聚物C-2具有100％固含量和27mg-KOH/g的酸值。梳形共聚物C-2的Mw为31220g/mol。
梳形共聚物C-3的合成
将85克PMA添加到反应器中。在搅拌过程中加入21克SMA 2000，同时将混合物加热到70℃。在加入0.4克碳酸钾后，逐滴加入43克Lutensol AO11并将反应器加热到140℃4小时。
在下一步骤中，在150℃下在减压下蒸馏出PMA。在冷却到80℃后，将30克NMP添加到反应器中。在加入6克AMP然后均化后，获得梳形共聚物C-3。
梳形共聚物C-3具有70％理论固含量(溶剂:NMP)、37mg KOH/g的胺值和27mg KOH/g的酸值。梳形共聚物C-3的Mw为9600g/mol。
梳形共聚物C-4的合成
将50克PMA添加到反应器中。在搅拌过程中加入13克SMA 2000，同时将混合物加热到70℃。然后，将24克Jeffamin M 2070逐滴添加到反应器中，该反应在170℃下进行4小时。在反应过程中蒸馏出PMA。梳形共聚物的Mw为23590g/mol。
在下一步骤中，将50克NMP添加到反应器中，接着加入11克DISPERBYK-111。在80℃下进行盐化反应1小时以获得梳形共聚物C-4。
梳形共聚物C-4具有50％固含量(溶剂:NMP)、15mg KOH/g的胺值和18mg KOH/g的酸值。
炭黑分散体的生产
炭黑:Denka Black(颗粒)(Denka)
PVP K30:聚乙烯基吡咯烷酮Sokalan K30P(BASF)，Mw 40.000g/mol
使用漆摇动器paint shaker Disperser DAS 200(LAU GmbH)和150克2mm氧化锆珠制备分散体。分散时间为在30℃下3小时。
用于制备炭黑分散体D-1至D-8的通用程序
将储存在密封盒中的梳形共聚物(C-1、C-3和C-4)和PVP K30在140毫升玻璃瓶中溶解在NMP中。然后，加入炭黑并将混合物在30℃下分散3小时以获得各自的炭黑分散体D-1至D-8(细节描述在表1中)。
用于制备对比炭黑分散体CD-1至CD-3的通用程序
使用用于炭黑分散体D-1至D-8的相同程序制备炭黑分散体CD-1至CD-3，不同的是它们不含PVP K30(细节描述在表1中)。
用于制备对比炭黑分散体CD-4的程序
使用用于炭黑分散体D-1至D-8的相同程序制备炭黑分散体CD-4，不同的是其不含梳形共聚物(细节描述在表1中)。
表1炭黑分散体D-1至D-8和CD-1至CD-4的配方
Figure BDA0003224345970000121
Figure BDA0003224345970000131
碳纳米管(CNT)分散体的制备
CNT:FT7320(C-nano)
使用漆摇动器Paint shaker Disperser DAS 200(LAU GmbH)和50克1mm玻璃珠制备分散体。分散时间为在30℃下12小时。
用于制备CNT分散体D-9至D-11的通用程序
将储存在密封盒中的梳形共聚物C-1至C-3和PVP K30在100毫升玻璃瓶中溶解在NMP中。然后，加入CNT并将混合物在30℃下分散12小时以获得各自的CNT分散体D-9至D-11(细节描述在表2中)。
用于制备对比CNT分散体CD-5至CD-7的通用程序
使用用于CNT分散体D-9至D-11的相同程序制备CNT分散体CD-5至CD-7，不同的是它们不含PVP K30(细节描述在表2中)。
用于制备CNT分散体CD-8的通用程序
使用用于CNT分散体D-9至D-11的相同程序制备CNT分散体CD-8，不同的是其不含梳形共聚物(细节描述在表2中)。
表2 CNT分散体的配方
Figure BDA0003224345970000141
应用试验结果
炭黑分散体和CNT分散体的粘度
使用BROOKFIELD VISCOMETER DV-II+(BROOKFIELD，粘度上限:1000mPa·s)测量炭黑分散体的粘度。
炭黑分散体的粒度
使用粒度分析仪ELSZ-1000(Otsuka Electronics)测量炭黑分散体的粒度(中值直径:D50)。
实施例1-6炭黑分散体D-2、D-3和D-5至D-8的粘度和粒度
炭黑分散体D-2、D-3和D-5至D-8的粘度(在20℃，转速:60rpm)和粒度(D50)描述在表3中。
表3炭黑分散体的粘度和粒度
Figure BDA0003224345970000142
Figure BDA0003224345970000151
对比例1-4:炭黑分散体CD-1–CD-4的粘度和粒度
炭黑分散体CD-1–CD-4的粘度(在20℃，转速:60rpm)和粒度(D50)描述在表4中。
表4炭黑分散体CD-1–CD-4的粘度和粒度
Figure BDA0003224345970000152
*粘度大于1000mPa·s
根据表3和4中的结果，包括梳形共聚物和PVP的混合物的炭黑分散体(实施例1-6)表现出比仅包括梳形共聚物或仅包括PVP的炭黑分散体(对比例1-4)低的粘度和更小的粒度(D50)。
实施例7-9:CNT分散体D-9–D-11的粘度
粘度(在20℃，转速:1rpm和100rpm)描述在表5中。
表5 CNT分散体D-9–D-11的粘度
Figure BDA0003224345970000153
对比例5-8:CNT分散体CD-5–CD-8的粘度
粘度(在20℃，转速:1rpm和100rpm)描述在表6中。
表6 CNT分散体CD-5–CD-8的粘度
Figure BDA0003224345970000161
*粘度大于1000mPa·s
根据表5和6中的结果，包括梳形共聚物和PVP的混合物的CNT分散体(实施例7-9)表现出比仅包括梳形共聚物或仅包括PVP的CNT分散体(对比例5-8)低的在不同剪切速率下的粘度。
体积电阻率的评估
体积电阻率
将电极材料Li1+x(Ni0.5Co0.2Mn0.3)1-xO2(NCM)、作为粘合剂的聚偏二氟乙烯(PVDF)和作为导电辅助剂的炭黑(CB)分散体添加到N-甲基-2-吡咯烷酮中。在电极材料糊中，基于不挥发材料计，质量比为NCM:CB:PVDF＝93:5:2，并将组分混合在一起，由此制备电极材料糊。
将电极材料糊施加到180μm厚的PET片材的表面上以形成涂层，并将涂层干燥，由此在PET片材的表面上形成阴极层。此后，将带有阴极层的这种PET片材切割成3cm宽度以测量阴极层的体积电阻率。
此外，使用低电阻率计(Mitsubishi Chemical Corporation产品，型号:Loresta-AX)在25℃下借助四点测量法测量电极涂层的体积电阻率。
实施例10-12:用炭黑分散体D-4–D-6制备的电极涂层的体积电阻率
用炭黑分散体D-4–D-6制备的电极涂层的体积电阻率描述在表7中。
表7炭黑分散体D-4–D-6的体积电阻率
Figure BDA0003224345970000171
对比例9:用炭黑分散体CD-4制备的电极涂层的体积电阻率
用炭黑分散体CD-4制备的电极涂层的体积电阻率描述在表8中。
表8用炭黑分散体CD-4制备的电极涂层的体积电阻率
Figure BDA0003224345970000172
根据表7和8中的结果，用包括梳形共聚物和PVP的混合物的炭黑分散体制备的电极涂层(实施例10-12)表现出比仅包括PVP的炭黑分散体(对比例9)低的体积电阻率。
电池组装
合并90重量％的作为阴极活性材料的Li1+x(Ni0.5Co0.2Mn0.3)1-xO2(NCM)、5.5重量％的作为分散体供应的炭黑(CB)和4.5重量％的PVDF并在混合机Dispermat CV(VMAGetzmann GmbH)中混合以制备阴极混合物。随后，该阴极混合物在具有21μm厚度的铝箔上涂布、干燥和辊轧。该阴极混合物以15.4mg/cm2的量施加。
合并96重量％的作为电极活性材料的石墨、2.0重量％的羧甲基纤维素(CMC)和2.0重量％的苯乙烯-丁二烯橡胶(SBR)并在混合机中混合以制备阳极混合物。随后，该阳极混合物在具有17μm厚度的铜箔上涂布、干燥和辊轧。该阳极混合物以8.4mg/cm2的量施加。
作为隔膜，使用具有16μm厚度的由聚丙烯制成的微孔膜。电池组结构具有下列配置：阴极/隔膜/阳极。其以层压电池的形式组装，用含有溶解于其中的1摩尔LiPF6且碳酸亚乙酯(EC):碳酸亚丙酯(PC)的体积比为1:1的碳酸酯电解溶液作为电解质浸渍以制造电池组。
C倍率放电性能(C-rate discharge performance)
对于具有22mAh的最大容量Q的电池组，“1C电流为22mA，其中单位C或C倍率是以1/h为单位的容量表示电流(capacity expressed current)，其要乘以Q以得到以安培计的电流。
将C倍率放电从0.2C提高到2C。然后，作为从4.3V到3.0V的放电容量测量C倍率放电容量。
在所有这些试验中，在0.067C的恒电流下进行充电至4.3V的电压极限并恒电压至0.03C的电流极限，同时逐渐提高放电倍率。在25℃的温度条件下进行C倍率性能试验。
实施例13-15:包括炭黑分散体D-4–D-6的电池组的C倍率放电性能
包括炭黑分散体D-4–D-6的电池组的C倍率放电性能描述在表9中。表9包括炭黑分散体D-4–D-6的电池组的C倍率放电性能
Figure BDA0003224345970000181
对比例10:包括炭黑分散体CD-4的电池组的C倍率放电性能
包括炭黑分散体CD-4的电池组的C倍率放电性能描述在表10中。
表10包括炭黑分散体CD-4的电池组的C倍率放电性能
Figure BDA0003224345970000191
根据表9和10中的结果，包括含有梳形共聚物和PVP的混合物的炭黑分散体的电池组(实施例13-15)表现出比包括仅含PVP的炭黑分散体的电池组(对比例10)好的C倍率放电性能。
循环试验
对于电池的循环寿命评估，电池在25℃的温度条件下反复充电和放电0、50、100、200、400和500次。
在0.067C的恒电流下进行充电至4.3V的电压极限并恒电压至0.03C的电流极限。在1C的恒电流下进行放电至3.0V的电压极限。
将第一个循环的放电容量设定为100％。
实施例16-17:包括炭黑分散体D-5–D-6的电池组的循环试验
包括炭黑分散体D-5–D-6的电池组的循环试验描述在表11中。
表11包括炭黑分散体D-5–D-6的电池组的循环试验
Figure BDA0003224345970000192
对比例11包括炭黑分散体CD-4的电池组的循环试验
包括炭黑分散体CD-4的电池组的循环试验描述在表12中。
表12包括炭黑分散体CD-4的电池组的循环试验
Figure BDA0003224345970000201
根据表11和12中的结果，显而易见，包括含有梳形共聚物和PVP的混合物的炭黑分散体的电池组(实施例16-17)表现出比包括仅含PVP的炭黑分散体的电池组(对比例11)好的循环试验性能。

Claims (15)

1.一种组合物，其包含
a)包含N-乙烯基内酰胺的聚合单元的聚合物a)，
b)具有基于乙烯基芳族化合物和烯属不饱和可聚合羧酸酐的聚合物主链并具有至少两个聚环氧烷侧链的梳形共聚物b)，和
c)碳基材料。
2.根据权利要求1的组合物，其中聚合物a)包含N-乙烯基吡咯烷酮的聚合单元或由N-乙烯基吡咯烷酮的聚合单元组成。
3.根据权利要求1或2的组合物，其中聚合物a)的重均分子量在2,000至500,000g/mol，优选5,000至100,000g/mol的范围内。
4.根据前述权利要求任一项的组合物，其中梳形聚合物b)的聚环氧烷侧链经由酰胺基团或酰亚胺基团连接到聚合物主链上。
5.根据前述权利要求任一项的组合物，其中梳形共聚物b)包含附加官能团，其包括羟基、羧酸、羧酸盐、叔胺、叔胺盐和季铵的至少一种。
6.根据前述权利要求任一项的组合物，其中梳形聚合物b)的重均分子量在4,000至100,000g/mol的范围内。
7.根据前述权利要求任一项的组合物，其中聚合物a)与梳形共聚物b)的重量比在10:90至90:10的范围内。
8.根据前述权利要求任一项的组合物，其中所述组合物包含至少一种有机溶剂。
9.根据权利要求9的组合物，其中所述有机溶剂包含N-甲基吡咯烷酮。
10.根据前述权利要求任一项的组合物，其中所述组合物的水含量在基于组合物的总重量计算0.0至5.0重量％的范围内。
11.根据前述权利要求任一项的组合物，其中所述碳基材料是导电的并包含炭黑、碳纳米管、石墨、碳纤维、石墨烯和富勒烯的至少一种。
12.一种组合物作为碳基材料的分散剂的用途，所述组合物包含
a)包含N-乙烯基内酰胺的聚合单元的聚合物a)，和
b)具有基于乙烯基芳族化合物和烯属不饱和可聚合羧酸酐的聚合物主链并具有至少两个聚环氧烷侧链的梳形共聚物b)。
13.根据权利要求12的用途，其中所述碳基材料包含炭黑和碳纳米管的至少一种。
14.一种制备碳基材料分散体的方法，其包括步骤
i)提供一种组合物，其包含：
a)包含N-乙烯基内酰胺的聚合单元的聚合物a)，和
b)具有基于乙烯基芳族化合物和烯属不饱和可聚合羧酸酐的聚合物主链并具有至少两个聚环氧烷侧链的梳形聚合物b)，
ii)提供碳基材料，
iii)混合在步骤i)和ii)中提供的组分并施加剪切力以制备碳基材料分散体。
15.一种可充电电池组，其具有包含根据前述权利要求1至11任一项的组合物的电极。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112920414B (zh) * 2021-04-19 2022-06-28 传美讯电子科技（珠海）有限公司 一种梳状分散剂及其制备方法和应用以及水性喷墨色浆
EP4363374A1 (de) * 2021-07-02 2024-05-08 Evonik Operations GmbH Polyalkylenoxide als dispergiermittel für graphen-material
WO2023180240A1 (en) 2022-03-21 2023-09-28 Byk-Chemie Gmbh Dispersant composition for use in manufacturing batteries
WO2024031448A1 (zh) * 2022-08-10 2024-02-15 宁德时代新能源科技股份有限公司 聚合物及其制备方法、正极浆料、正极极片、二次电池、电池模块、电池包和用电装置

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101595136A (zh) * 2006-12-27 2009-12-02 比克化学股份有限公司 梳形（嵌段）共聚物
CN101600744A (zh) * 2006-12-27 2009-12-09 比克化学股份有限公司 包含梳形共聚物的聚合物混合物
CN102648265A (zh) * 2009-10-13 2012-08-22 株式会社Lg化学 Cmp浆料组合物及抛光方法
CN105280904A (zh) * 2014-07-22 2016-01-27 天奈科技有限公司 电池用电极组合物
CN107337767A (zh) * 2016-12-30 2017-11-10 江苏苏博特新材料股份有限公司 一种含磷酸基团的减水剂的制备方法

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102006062441A1 (de) 2006-12-27 2008-07-03 Byk-Chemie Gmbh Modifizierte Kammcopolymere
EP2296208B1 (en) 2008-06-04 2017-05-10 Toyo Ink Mfg. Co., Ltd Composition for battery
JP5628503B2 (ja) 2009-09-25 2014-11-19 御国色素株式会社 導電材分散液、電極ペーストおよび導電材被覆活物質
DE102010049642A1 (de) 2010-07-21 2012-01-26 Byk-Chemie Gmbh Kammcopolymere enthaltende Pigmentpräparationen sowie deren Verwendung
US20140332731A1 (en) * 2012-04-02 2014-11-13 CNano Technology Limited Electrode Composition for Battery
TW201347972A (zh) 2012-05-25 2013-12-01 Koatech Technology Corp 鑽孔用蓋板與水溶性樹脂組成物的製作方法
EP2676974A1 (de) 2012-06-21 2013-12-25 BYK-Chemie GmbH Ionische Haftgruppen enthaltende Kammcopolymere
US10583403B2 (en) * 2013-03-15 2020-03-10 Mitsubishi Chemical Corporation Resin composition, membrane-forming stock solution, porous membrane, and hollow fiber membrane, water treatment device, electrolyte support, and separator using porous membrane
JP6184902B2 (ja) 2014-05-30 2017-08-23 花王株式会社 カーボンブラック分散液
KR101935933B1 (ko) * 2016-10-13 2019-04-03 영남대학교 산학협력단 술폰화된 탄소나노튜브 및 술폰화된 그래핀 옥사이드를 포함하는 친수성 분리막 제조용 고분자 조성물
CN106519249B (zh) * 2016-10-31 2018-11-30 天津赛菲化学科技发展有限公司 一种新型高分子聚合物、其制备方法及其应用

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101595136A (zh) * 2006-12-27 2009-12-02 比克化学股份有限公司 梳形（嵌段）共聚物
CN101600744A (zh) * 2006-12-27 2009-12-09 比克化学股份有限公司 包含梳形共聚物的聚合物混合物
CN102648265A (zh) * 2009-10-13 2012-08-22 株式会社Lg化学 Cmp浆料组合物及抛光方法
CN105280904A (zh) * 2014-07-22 2016-01-27 天奈科技有限公司 电池用电极组合物
CN107337767A (zh) * 2016-12-30 2017-11-10 江苏苏博特新材料股份有限公司 一种含磷酸基团的减水剂的制备方法

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