CN116444745A - 一种水性分散剂及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明属于分散剂技术领域，提供了一种水性分散剂及其制备方法和应用，解决了电池浆料沉降团聚的问题。在保护气氛中，将氧化石墨烯、丙烯酸、过二硫酸铵和溶剂进行反应得到中间体；将甲基丙烯酸苄基酯、N‑乙烯基吡咯烷酮、引发剂和二甲基亚砜进行聚合反应，得到水溶性聚合物；将中间体、水溶性聚合物、偶氮二异丁腈和溶剂进行聚合反应，即得所述水性分散剂。将上述的分散剂添加进电极浆料中，浆料粘度为3580mPa·s，在静置48h后浆料粘度为4620mPa·s，分散效果远远高于市面上的PVP和曲拉通X；而且氧化石墨烯的加入可以起到帮助分散的效果，有利于正极浆料的稳定。本发明提供的水性分散剂分散性能优异，制备方法简单。
Description
技术领域
本发明涉及分散剂技术领域，尤其涉及一种水性分散剂及其制备方法和应用。
背景技术
能源与社会的发展进步密不可分，从人类发展之初的钻木取火、到中世纪的蒸汽机的发明、内燃机的出现以及核能的利用等，无一不显现出能源在人类社会中的重要性。随着科学技术的发展，经过勘探发现，作为主力使用的石油和煤炭并不是无穷无尽的，在不远的未来上述两种资源面临着枯竭的风险。针对于此，科学家的目光放在其他方面，最为常见的是来自太阳的能量，太阳光热辐射能等可直接被人类利用，但是其中存在利用率低，需要大规模的太阳能板等弊端；核能虽然是具有巨大的供能量，但是依照现有的技术，很难做到规模化、安全化、小型化的利用。
在多方面制约的前提下，电池成为了研究的重点对象。利用电池作为能量来源，可以得到稳定的电压、电流，并且在供电过程中受外界影响很小。而且电池结构简单，携带方便，性能可靠等也是其另一大优势。电池简化概念为盛有电解质溶液和金属电极以产生电流的容器，在不断的研究中，发生电解质溶液是电池性能体现的重要部分，因此大规模的研究集中在电解质溶液上，电解质溶液是具有良好离子导电性的材料，其中固体电解质成为了主流。但是在使用过程中发现，电解质会逐渐的沉降，凝聚成团，从而导致了电池性能的降低。因此解决沉降现象成为了电池研究中的重点方向。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的缺陷，提供一种水性分散剂及其制备方法和应用。
为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
本发明提供了一种水性分散剂的制备方法，包含下列步骤：
(1)在保护气氛中，将氧化石墨烯、丙烯酸、过二硫酸铵和溶剂进行反应得到中间体；
(2)将甲基丙烯酸苄基酯、N-乙烯基吡咯烷酮、引发剂和二甲基亚砜进行聚合反应，得到水溶性聚合物；
(3)将中间体、水溶性聚合物、偶氮二异丁腈和溶剂进行聚合反应，即得所述水性分散剂。
作为优选，步骤(1)中所述氧化石墨烯和丙烯酸的质量比为1：10～15；
所述氧化石墨烯和过二硫酸铵的质量比为1：1～1.2。
作为优选，步骤(1)中所述溶剂为二甲基甲酰胺的水溶液；
所述二甲基甲酰胺的水溶液中，二甲基甲酰胺和水的体积比为1：2～3；
所述氧化石墨烯和溶剂的质量比为1：4～6。
作为优选，步骤(1)中所述反应的温度为60～70℃，时间为3～4h，超声频率为25～32kHz。
作为优选，步骤(2)中所述甲基丙烯酸苄基酯和N-乙烯基吡咯烷酮的质量比为17.5～28.5：5～9；
所述N-乙烯基吡咯烷酮和步骤(1)中所述丙烯酸的质量比为5～9：10～15。
作为优选，步骤(2)中所述引发剂包含过硫酸钾和硝酸铈，所述过硫酸钾和硝酸铈的质量比为1：0.3～0.4；
步骤(2)中所述甲基丙烯酸苄基酯和引发剂的质量比为17.5～28.5：2～3；
步骤(2)中所述甲基丙烯酸苄基酯和二甲基亚砜的质量比为17.5～28.5：80～90。
作为优选，步骤(2)中所述聚合反应的温度为60～70℃，时间为6～9h，搅拌速率为100～130rpm。
作为优选，步骤(3)中所述溶剂包含异丙醇和正丁醇，所述异丙醇和正丁醇的质量比为0.5～1.5：0.5～1.5；
步骤(3)中所述偶氮二异丁腈和步骤(2)中所述甲基丙烯酸苄基酯的质量比为1～3：17.5～28.5；
步骤(3)中所述偶氮二异丁腈和溶剂的质量比为1～3：68.5～75.5；
步骤(3)中所述聚合反应的温度为70～85℃，时间为5～7h，超声频率为20～30kHz。
本发明还提供了所述制备方法得到的水性分散剂。
本发明还提供了所述水性分散剂在电池中的应用。
本发明提供了一种水性分散剂的制备方法，包含下列步骤：在保护气氛中，将氧化石墨烯、丙烯酸、过二硫酸铵和溶剂进行反应得到中间体；将甲基丙烯酸苄基酯、N-乙烯基吡咯烷酮、引发剂和二甲基亚砜进行聚合反应，得到水溶性聚合物；将中间体、水溶性聚合物、偶氮二异丁腈和溶剂进行聚合反应，即得所述水性分散剂。
本发明中，利用丙烯酸中的羧基与氧化石墨烯表面的羟基进行酯化反应，从而将丙烯酸接枝在氧化石墨烯的表面得到了中间体；利用疏水性的甲基丙烯酸苄基酯和亲水的N-乙烯基吡咯烷酮进行聚合反应，得到水溶性聚合物；最后将水溶性聚合物和中间体进行聚合，丙烯酸的双键与N-乙烯基吡咯烷酮进行聚合反应将两者连接起来，形成氧化石墨烯-丙烯酸-N-乙烯基吡咯烷酮-甲基丙烯酸苄基酯的结构；将上述的分散剂添加进电解质溶液中，甲基丙烯酸苄基酯上的-COO会紧密的锚固在电解质表面，从而形成连接，中间部位的N-乙烯基吡咯烷酮和丙烯酸作为亲水性物质，起到部分分散的作用；末端的氧化石墨烯，因为引入了大量的羧基基团，再加上表面的羟基、羰基等氧基功能基团使其呈现出亲水性能；而氧化石墨烯从边缘到中央的亲水过渡至疏水的性质分布，使其如界面活性剂一般降低界面能量，达到了在电池中分散的效果。同时在闭路情况下，因为氧化石墨烯的微弱导电性，可以进一步带动电解质溶液中的运动，从而保证优异的分散效果。
具体实施方式
本发明提供了一种水性分散剂的制备方法，包含下列步骤：
(1)在保护气氛中，将氧化石墨烯、丙烯酸、过二硫酸铵和溶剂进行反应得到中间体；
(2)将甲基丙烯酸苄基酯、N-乙烯基吡咯烷酮、引发剂和二甲基亚砜进行聚合反应，得到水溶性聚合物；
(3)将中间体、水溶性聚合物、偶氮二异丁腈和溶剂进行聚合反应，即得所述水性分散剂。
在本发明中，步骤(1)中所述保护气氛优选为氮气、氦气或氖气。
在本发明中，步骤(1)中所述氧化石墨烯和丙烯酸的质量比优选为1：10～15，进一步优选为1：11～14，更优选为1：12～13。
在本发明中，所述氧化石墨烯和过二硫酸铵的质量比优选为1：1～1.2，进一步优选为1：1.05～1.15，更优选为1：1.08～1.12。
在本发明中，步骤(1)中所述溶剂优选为二甲基甲酰胺的水溶液。
在本发明中，所述二甲基甲酰胺的水溶液中，二甲基甲酰胺和水的体积比优选为1：2～3，进一步优选为1：2.2～2.8，更优选为1：2.4～2.6。
在本发明中，所述氧化石墨烯和溶剂的质量比优选为1：4～6，进一步优选为1：4.5～5.5，更优选为1：4.8～5.2。
在本发明中，将氧化石墨烯、过二硫酸铵和溶剂混合后，升温至反应温度，然后滴加丙烯酸，所述滴加的时间优选为1～1.5h，进一步优选为1.1～1.4h，更优选为1.2～1.3h；滴加完毕后进行反应。
在本发明中，步骤(1)中所述反应的温度优选为60～70℃，进一步优选为62～68℃，更优选为64～66℃；时间优选为3～4h，进一步优选为3.2～3.8h，更优选为3.4～3.6h；超声频率优选为25～32kHz，进一步优选为26～31kHz，更优选为28～29kHz。
在本发明中，步骤(1)中反应结束后，过滤，乙醇洗涤和干燥；所述干燥的温度优选为50～80℃，进一步优选为60～70℃，更优选为65℃。
在本发明中，步骤(2)中所述甲基丙烯酸苄基酯和N-乙烯基吡咯烷酮的质量比优选为17.5～28.5：5～9，进一步优选为19.5～26.5：6～8，更优选为21.5～24.5：6.5～7.5。
在本发明中，所述N-乙烯基吡咯烷酮和步骤(1)中所述丙烯酸的质量比优选为5～9：10～15，进一步优选为6～8：11～14，更优选为6.5～7.5：12～13。
在本发明中，步骤(2)中所述引发剂优选包含过硫酸钾和硝酸铈，所述过硫酸钾和硝酸铈的质量比优选为1：0.3～0.4，进一步优选为1：0.32～0.38，更优选为1：0.34～0.36。
在本发明中，步骤(2)中所述甲基丙烯酸苄基酯和引发剂的质量比优选为17.5～28.5：2～3，进一步优选为19.5～26.5：2.2～2.8，更优选为21.5～24.5：2.4～2.6。
在本发明中，步骤(2)中所述甲基丙烯酸苄基酯和二甲基亚砜的质量比优选为17.5～28.5：80～90，进一步优选为19.5～26.5：82～88，更优选为21.5～24.5：84～86。
在本发明中，步骤(2)中在氮气气氛中将甲基丙烯酸苄基酯、N-乙烯基吡咯烷酮和二甲基亚砜混合后，滴加引发剂，所述滴加的时间优选为0.2～0.5h，进一步优选为0.3～0.4h，更优选为0.33～0.35h。
在本发明中，步骤(2)中所述聚合反应的温度优选为60～70℃，进一步优选为62～68℃，更优选为64～66℃；时间优选为6～9h，进一步优选为6.5～8.5h，更优选为7～8h；搅拌速率优选为100～130rpm，进一步优选为105～125rpm，更优选为110～120rpm。
在本发明中，步骤(2)中反应结束后冷却至室温，然后加入大量丙酮析出粗产品，过滤后使丙酮进行沉淀，收集聚合物，进行干燥；所述干燥的温度优选为50～60℃，进一步优选为52～58℃，更优选为54～56℃。
在本发明中，步骤(3)中所述溶剂优选包含异丙醇和正丁醇，所述异丙醇和正丁醇的质量比优选为0.5～1.5：0.5～1.5，进一步优选为0.6～1.4：0.6～1.4，更优选为0.8～1.2：0.8～1.2。
在本发明中，步骤(3)中所述偶氮二异丁腈和步骤(2)中所述甲基丙烯酸苄基酯的质量比优选为1～3：17.5～28.5，进一步优选为1.5～2.5：19.5～26.5，更优选为1.8～2.2：21.5～24.5。
在本发明中，步骤(3)中所述偶氮二异丁腈和溶剂的质量比优选为1～3：68.5～75.5，进一步优选为1.5～2.5：69.5～74.5，更优选为1.8～2.2：71.5～72.5。
在本发明中，步骤(3)中所述聚合反应的温度优选为70～85℃，进一步优选为75～80℃，更优选为76～79℃；时间优选为5～7h，进一步优选为5.5～6.5h，更优选为5.8～6.2h；超声频率优选为20～30kHz，进一步优选为22～28kHz，更优选为24～26kHz。
在本发明中，步骤(3)中反应结束后，保持聚合温度不变静置，所述静置的时间优选为1～2h，进一步优选为1.2～1.8h，更优选为1.4～1.6h；静置结束后过滤，固体使用乙醇和丙酮交替洗涤，所述交替洗涤的次数优选≥3次，进一步优选≥4次，更优选≥5次；洗涤结束后干燥，所述干燥的温度优选为60～70℃，进一步优选为62～68℃，更优选为64～66℃，得到水性分散剂。
本发明还提供了所述制备方法得到的水性分散剂。
本发明还提供了所述水性分散剂在电池中的应用。
下面结合实施例对本发明提供的技术方案进行详细的说明，但是不能把它们理解为对本发明保护范围的限定。
实施例1
取5g的氧化石墨烯，5.5g的过二硫酸铵和25g的溶剂(二甲基甲酰胺和水的体积比为1：2.5)进行混合，混合均匀后升温至65℃，在氮气气氛中1h滴加60g的丙烯酸，滴加结束后在30kHz的条件下反应4h，反应结束后过滤，乙醇洗涤，在70℃干燥至恒重得到中间体。
在氮气气氛中，取100g甲基丙烯酸苄基酯、40g的N-乙烯基吡咯烷酮和425g的二甲基亚砜进行混合，然后在0.4h滴加12.5g的引发剂(过硫酸钾和硝酸铈的质量比为1：0.4)，滴加结束后升温至70℃，在120rpm条件下聚合8h，然后自然冷却至室温，加入丙酮析出粗产品，过滤后使用丙酮进行沉淀，收集固体，然后在55℃干燥至恒重，得到水溶性聚合物。
将中间体、水溶性聚合物置于345g的溶剂(异丙醇和正丁醇的质量比为1：1)中，然后加入10g的偶氮二异丁腈，在80℃、20kHz条件下反应6h，反应结束后保持温度静置1h，然后将过滤获得的固体使用乙醇和丙酮交替洗涤4次，然后置于70℃下干燥至恒重，得到水性分散剂。
配制正极浆料，将5g的粘结剂PVDF溶于60g的N-甲基吡咯烷酮中，溶解后加入1g本实施例制备的水性分散剂，搅拌均匀后，加入30g固含量为10％的炭黑分散液(溶剂为N-甲基吡咯烷酮)，搅拌30min，然后加入100g的磷酸铁锂正极材料，继续搅拌30min，得到正极浆料，将正极浆料静置24h后搅拌1min，使用旋转粘度剂，转速为100rpm，时间为60s，测刚配制好的浆料粘度值和静置48h后浆料的粘度值，结果记录在表1中。
实施例2
取1g的氧化石墨烯，1.1g的过二硫酸铵和6g的溶剂(二甲基甲酰胺和水的体积比为1：3)进行混合，混合均匀后升温至60℃，在氮气气氛中1.5h滴加11g的丙烯酸，滴加结束后在26kHz的条件下反应3.8h，反应结束后过滤，乙醇洗涤，在60℃干燥至恒重得到中间体。
在氮气气氛中，取23.2g甲基丙烯酸苄基酯、7.2g的N-乙烯基吡咯烷酮和86g的二甲基亚砜进行混合，然后在0.2h滴加3g的引发剂(过硫酸钾和硝酸铈的质量比为1：0.35)，滴加结束后升温至65℃，在110rpm条件下聚合6.5h，然后自然冷却至室温，加入丙酮析出粗产品，过滤后使用丙酮进行沉淀，收集固体，然后在50℃干燥至恒重，得到水溶性聚合物。
将中间体、水溶性聚合物置于71.5g的溶剂(异丙醇和正丁醇的质量比为1：1)中，然后加入1.8g的偶氮二异丁腈，在76℃、28kHz条件下反应5.5h，反应结束后保持温度静置2h，然后将过滤获得的固体使用乙醇和丙酮交替洗涤3次，然后置于65℃下干燥至恒重，得到水性分散剂。
将本实施例制备的水性分散剂按照实施例1的方法进行性能测试，结果记录在表1中。
实施例3
取1g的氧化石墨烯，1.2g的过二硫酸铵和4.2g的溶剂(二甲基甲酰胺和水的体积比为1：2.1)进行混合，混合均匀后升温至68℃，在氮气气氛中1.3h滴加15g的丙烯酸，滴加结束后在31kHz的条件下反应3.6h，反应结束后过滤，乙醇洗涤，在50℃干燥至恒重得到中间体。
在氮气气氛中，取25.4g甲基丙烯酸苄基酯、8.3g的N-乙烯基吡咯烷酮和85g的二甲基亚砜进行混合，然后在0.4h滴加2.3g的引发剂(过硫酸钾和硝酸铈的质量比为1：0.34)，滴加结束后升温至70℃，在120rpm条件下聚合7.8h，然后自然冷却至室温，加入丙酮析出粗产品，过滤后使用丙酮进行沉淀，收集固体，然后在60℃干燥至恒重，得到水溶性聚合物。
将中间体、水溶性聚合物置于73g的溶剂(异丙醇和正丁醇的质量比为1：0.8)中，然后加入1.7g的偶氮二异丁腈，在82℃、25kHz条件下反应6h，反应结束后保持温度静置1.5h，然后将过滤获得的固体使用乙醇和丙酮交替洗涤5次，然后置于60℃下干燥至恒重，得到水性分散剂。
将本实施例制备的水性分散剂按照实施例1的方法进行性能测试，结果记录在表1中。
实施例4
取2g的氧化石墨烯，2.4g的过二硫酸铵和10g的溶剂(二甲基甲酰胺和水的体积比为1：2.8)进行混合，混合均匀后升温至70℃，在氮气气氛中1h滴加28g的丙烯酸，滴加结束后在30kHz的条件下反应3.4h，反应结束后过滤，乙醇洗涤，在60℃干燥至恒重得到中间体。
在氮气气氛中，取49.6g甲基丙烯酸苄基酯、14g的N-乙烯基吡咯烷酮和160g的二甲基亚砜进行混合，然后在0.5h滴加6g的引发剂(过硫酸钾和硝酸铈的质量比为1：0.4)，滴加结束后升温至62℃，在105rpm条件下聚合9h，然后自然冷却至室温，加入丙酮析出粗产品，过滤后使用丙酮进行沉淀，收集固体，然后在60℃干燥至恒重，得到水溶性聚合物。
将中间体、水溶性聚合物置于140g的溶剂(异丙醇和正丁醇的质量比为0.8：1)中，然后加入4.2g的偶氮二异丁腈，在70℃、28kHz条件下反应7h，反应结束后保持温度静置2h，然后将过滤获得的固体使用乙醇和丙酮交替洗涤5次，然后置于70℃下干燥至恒重，得到水性分散剂。
将本实施例制备的水性分散剂按照实施例1的方法进行性能测试，结果记录在表1中。
实施例5
取0.5g的氧化石墨烯，0.6g的过二硫酸铵和2.75g的溶剂(二甲基甲酰胺和水的体积比为1：2.6)进行混合，混合均匀后升温至60℃，在氮气气氛中1.3h滴加7g的丙烯酸，滴加结束后在26kHz的条件下反应3.7h，反应结束后过滤，乙醇洗涤，在65℃干燥至恒重得到中间体。
在氮气气氛中，取13g甲基丙烯酸苄基酯、3.5g的N-乙烯基吡咯烷酮和42g的二甲基亚砜进行混合，然后在0.4h滴加1.3g的引发剂(过硫酸钾和硝酸铈的质量比为1：0.3)，滴加结束后升温至66℃，在125rpm条件下聚合7.3h，然后自然冷却至室温，加入丙酮析出粗产品，过滤后使用丙酮进行沉淀，收集固体，然后在55℃干燥至恒重，得到水溶性聚合物。
将中间体、水溶性聚合物置于35g的溶剂(异丙醇和正丁醇的质量比为0.6：1.3)中，然后加入1.4g的偶氮二异丁腈，在81℃、27kHz条件下反应5.5h，反应结束后保持温度静置1.5h，然后将过滤获得的固体使用乙醇和丙酮交替洗涤4次，然后置于65℃下干燥至恒重，得到水性分散剂。
将本实施例制备的水性分散剂按照实施例1的方法进行性能测试，结果记录在表1中。
实施例6
取1g的氧化石墨烯，1.08g的过二硫酸铵和5.8g的溶剂(二甲基甲酰胺和水的体积比为1：2.25)进行混合，混合均匀后升温至63.5℃，在氦气气氛中1.1h滴加11.4g的丙烯酸，滴加结束后在28kHz的条件下反应3.6h，反应结束后过滤，乙醇洗涤，在75℃干燥至恒重得到中间体。
在氮气气氛中，取27.1g甲基丙烯酸苄基酯、7.6g的N-乙烯基吡咯烷酮和85.4g的二甲基亚砜进行混合，然后在0.3h滴加3g的引发剂(过硫酸钾和硝酸铈的质量比为1：0.34)，滴加结束后升温至68℃，在110rpm条件下聚合8.6h，然后自然冷却至室温，加入丙酮析出粗产品，过滤后使用丙酮进行沉淀，收集固体，然后在58℃干燥至恒重，得到水溶性聚合物。
将中间体、水溶性聚合物置于72.5g的溶剂(异丙醇和正丁醇的质量比为1.4：1.2)中，然后加入2.8g的偶氮二异丁腈，在75℃、30kHz条件下反应6.4h，反应结束后保持温度静置2h，然后将过滤获得的固体使用乙醇和丙酮交替洗涤5次，然后置于70℃下干燥至恒重，得到水性分散剂。
将本实施例制备的水性分散剂按照实施例1的方法进行性能测试，结果记录在表1中。
实施例7
取1g的氧化石墨烯，1.17g的过二硫酸铵和4.15g的溶剂(二甲基甲酰胺和水的体积比为1：2.4)进行混合，混合均匀后升温至75℃，在氦气气氛中1.4h滴加13.5g的丙烯酸，滴加结束后在31kHz的条件下反应3.5h，反应结束后过滤，乙醇洗涤，在65℃干燥至恒重得到中间体。
在氮气气氛中，取19.5g甲基丙烯酸苄基酯、6.8g的N-乙烯基吡咯烷酮和86.5g的二甲基亚砜进行混合，然后在0.3h滴加2.4g的引发剂(过硫酸钾和硝酸铈的质量比为1：0.35)，滴加结束后升温至70℃，在100rpm条件下聚合6.5h，然后自然冷却至室温，加入丙酮析出粗产品，过滤后使用丙酮进行沉淀，收集固体，然后在60℃干燥至恒重，得到水溶性聚合物。
将中间体、水溶性聚合物置于69g的溶剂(异丙醇和正丁醇的质量比为1.1：0.7)中，然后加入2.8g的偶氮二异丁腈，在76℃、23kHz条件下反应6h，反应结束后保持温度静置1h，然后将过滤获得的固体使用乙醇和丙酮交替洗涤4次，然后置于70℃下干燥至恒重，得到水性分散剂。
将本实施例制备的水性分散剂按照实施例1的方法进行性能测试，结果记录在表1中。
对比例1
本对比例和实施例1的区别在于，分散剂采用市售的PVP，浆料的配置和实施例1相同，进行性能测试，结果记录在表1中。
对比例2
本对比例和实施例1的区别在于，分散剂采用市售的曲拉通X，浆料的配置和实施例1相同，进行性能测试，结果记录在表1中。
对比例3
在氮气气氛中，取100g甲基丙烯酸苄基酯、40g的N-乙烯基吡咯烷酮、11g的丙烯酸和425g的二甲基亚砜进行混合，然后在0.4h滴加12.5g的引发剂(过硫酸钾和硝酸铈的质量比为1：0.4)，滴加结束后升温至70℃，在120rpm条件下聚合8h，然后自然冷却至室温，加入丙酮析出粗产品，过滤后使用丙酮进行沉淀，收集固体，然后在55℃干燥至恒重，得到分散剂。
采用和实施例1的同样的方法进行性能测试，结果记录在表1中。
表1测试结果
由以上实施例可知，本发明提供了一种水性分散剂，利用丙烯酸中的羧基与氧化石墨烯表面的羟基进行酯化反应，将丙烯酸接枝在氧化石墨烯的表面得到了中间体；利用疏水性的甲基丙烯酸苄基酯和亲水的N-乙烯基吡咯烷酮进行聚合反应，得到水溶性聚合物；最后将水溶性聚合物和中间体进行聚合，丙烯酸的双键与N-乙烯基吡咯烷酮进行聚合反应，从而将两者连接起来，形成氧化石墨烯-丙烯酸-N-乙烯基吡咯烷酮-甲基丙烯酸苄基酯的结构；将上述的分散剂添加进电极浆料中，根据实施例的记载可知，浆料粘度为3580mPa·s，在静置48h后浆料粘度为4620mPa·s，分散效果远远高于市面上的PVP和曲拉通X；而且从对比例中可以看出，氧化石墨烯的加入可以起到帮助分散的效果，有利于正极浆料的稳定。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种水性分散剂的制备方法，其特征在于，包含下列步骤：
(1)在保护气氛中，将氧化石墨烯、丙烯酸、过二硫酸铵和溶剂进行反应得到中间体；
(2)将甲基丙烯酸苄基酯、N-乙烯基吡咯烷酮、引发剂和二甲基亚砜进行聚合反应，得到水溶性聚合物；
(3)将中间体、水溶性聚合物、偶氮二异丁腈和溶剂进行聚合反应，即得所述水性分散剂。
2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述氧化石墨烯和丙烯酸的质量比为1：10～15；
所述氧化石墨烯和过二硫酸铵的质量比为1：1～1.2。
3.如权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述溶剂为二甲基甲酰胺的水溶液；
所述二甲基甲酰胺的水溶液中，二甲基甲酰胺和水的体积比为1：2～3；
所述氧化石墨烯和溶剂的质量比为1：4～6。
4.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述反应的温度为60～70℃，时间为3～4h，超声频率为25～32kHz。
5.如权利要求1或4所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述甲基丙烯酸苄基酯和N-乙烯基吡咯烷酮的质量比为17.5～28.5：5～9；
所述N-乙烯基吡咯烷酮和步骤(1)中所述丙烯酸的质量比为5～9：10～15。
6.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述引发剂包含过硫酸钾和硝酸铈，所述过硫酸钾和硝酸铈的质量比为1：0.3～0.4；
步骤(2)中所述甲基丙烯酸苄基酯和引发剂的质量比为17.5～28.5：2～3；
步骤(2)中所述甲基丙烯酸苄基酯和二甲基亚砜的质量比为17.5～28.5：80～90。
7.如权利要求1、2、4或6所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述聚合反应的温度为60～70℃，时间为6～9h，搅拌速率为100～130rpm。
8.如权利要求7所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)中所述溶剂包含异丙醇和正丁醇，所述异丙醇和正丁醇的质量比为0.5～1.5：0.5～1.5；
步骤(3)中所述偶氮二异丁腈和步骤(2)中所述甲基丙烯酸苄基酯的质量比为1～3：17.5～28.5；
步骤(3)中所述偶氮二异丁腈和溶剂的质量比为1～3：68.5～75.5；
步骤(3)中所述聚合反应的温度为70～85℃，时间为5～7h，超声频率为20～30kHz。
9.权利要求1～8任意一项所述制备方法得到的水性分散剂。
10.权利要求9所述水性分散剂在电池中的应用。
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