CN117106133B - 聚合物、底涂浆料、复合集流体、二次电池及用电装置 - Google Patents

聚合物、底涂浆料、复合集流体、二次电池及用电装置 Download PDF

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Abstract

本申请提供一种聚合物、底涂浆料、复合集流体、二次电池及用电装置。聚合物包括核部和至少部分覆盖核部的壳部，核部包含衍生自式I所示单体的结构单元和衍生自式II所示单体的结构单元，壳部包含衍生自式III所示单体的结构单元，其中，R1、R3各自独立地包含氢、取代或未取代的C1‑5烷基中的一种或多种，R2包含取代或未取代的C1‑9烷基，Ar为取代或未取代的芳香基，n为1‑3的任意整数，聚合物的玻璃化转变温度小于60℃。

Description

聚合物、底涂浆料、复合集流体、二次电池及用电装置
技术领域
本申请涉及二次电池技术领域，尤其涉及一种聚合物、底涂浆料、复合集流体、二次电池及用电装置。
背景技术
二次电池极片在制备过程中，会在集流体与活性材料层之间涂覆底涂层，提供活性材料层和集流体之间的电导通，进而降低活性材料层与集流体之间的接触电阻。底涂层常通过以粘结剂、导电剂、溶剂为配方的底涂浆料在集流体表面的涂覆制备，现有技术中为了提高底涂层的导电性，常使用比表面积较大的导电剂，然而比表面积较大的导电剂不易在底涂浆料中分散，极易发生团聚，影响其导电效果。因此，亟需开发出一种粘结剂以改善浆料的分散性和过滤性。
发明内容
本申请是鉴于上述课题而进行的，其目的在于，提供一种聚合物及包含该聚合物的底涂浆料，可以提高底涂浆料的分散性和过滤性，降低极片的膜片电阻，改善底涂浆料的使用性能和加工性能。
本发明的第一方面，提供一种聚合物，包括核部和至少部分覆盖所述核部的壳部，所述核部包含衍生自式I所示单体的结构单元和衍生自式II所示单体的结构单元，所述壳部包含衍生自式III所示单体的结构单元，
式I />式II />式III
其中，R1、R3各自独立地包含氢、取代或未取代的C1-5烷基中的一种或多种，R2包含取代或未取代的C1-9烷基，Ar为取代或未取代的芳香基，n为1-3的任意整数，所述聚合物的玻璃化转变温度小于60℃。
一方面，利用聚合物中的核部包含的衍生自式I所示单体的结构单元和衍生自式II所示单体的结构单元，核部会形成苯丙聚合物或苯丙类聚物，同时控制聚合物的玻璃化转变温度小于60℃，在热压整形工序中，聚合物由玻璃态的力学状态转变为高弹态的力学状态，可以提高底涂层和极片的柔韧性和粘结性，减少卷芯热压工序中卷芯内圈的极片拐角出现脱膜现象的可能性，改善卷芯的加工性能。另一方面，利用聚合物中的壳部包含的衍生自式III所示单体的结构单元，可以提高底涂浆料的分散性和过滤性，使得底涂层中的导电剂分布均匀，形成致密的三维导电网络，降低极片的膜片电阻，改善底涂浆料的使用性能和加工性能。
综上所述，本申请的聚合物可以提高卷芯热压整形工序中极片的柔韧性和粘结性，减少热压工序中卷芯内圈的极片拐角出现脱膜现象的可能性，优化卷芯的加工性能，同时本申请的聚合物还能够有效调控底涂浆料的粘度，提高底涂浆料的过滤性和分散性，降低极片的膜片电阻，改善底涂浆料的使用性能和加工性能。
在任意实施方式中，所述壳部的质量含量为10%-20%，基于所述聚合物的质量计；和/或，所述核部的质量含量为80%-90%，基于所述聚合物的质量计。
控制核部和/或壳部的质量含量在合适范围内，合适质量含量的壳部中的衍生自式III所示单体的结构单元使得底涂浆料具有优异的分散性和过滤性，可以降低极片的膜片电阻，改善底涂浆料的使用性能和加工性能，另一方面合适质量含量的核部中的衍生自式I所示单体的结构单元和衍生自式II所示单体的结构单元，使得极片具有优异的粘结性，减少卷芯热压工序中卷芯内圈的极片拐角出现脱膜现象的可能性，改善卷芯的加工性能。
在任意实施方式中，所述式I所示单体包含丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸异丁酯中的一种或多种。
在任意实施方式中，所述式II所示单体包含苯乙烯、α-甲基苯乙烯、邻甲基苯乙烯、间甲基苯乙烯中的一种或多种。
在任意实施方式中，所述式III所示单体包含N-乙烯基吡咯烷酮、N-乙烯基己内酰胺中的至少一种。
本申请的第二方面提供一种聚合物的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
将式I所示单体和式II所示单体聚合制备所述聚合物的核部，将式III所示单体聚合制备所述聚合物的壳部，所述壳部至少部分覆盖所述核部，
式I />式II />式III
其中，R1、R3各自独立地包含氢、取代或未取代的C1-5烷基中的一种或多种，R2包含取代或未取代的C1-9烷基，Ar为取代或未取代的芳香基，n为1-3的任意整数，所述聚合物的玻璃化转变温度小于60℃。
采用本申请的制备方法，可以制备得到一种聚合物，该聚合物可以提高卷芯热压整形工序中极片的柔韧性和粘结性，减少热压工序中卷芯内圈的极片拐角出现脱膜现象的可能性，优化卷芯的加工性能，同时本申请的聚合物还能够有效调控底涂浆料的粘度，提高底涂浆料的过滤性和分散性，降低极片的膜片电阻，改善底涂浆料的使用性能和加工性能。
在任意实施方式中，所述制备方法具体包括：
制备核部：提供引发剂、第一乳化剂、至少一种式I所示单体和式II所示单体以及水性介质进行第一段聚合反应得到所述聚合物的核部；
制备聚合物：反应一段时间后，向反应容器内加入第二乳化剂、至少一种式III所示单体以及水性介质进行第二段聚合反应得到聚合物。
在任意实施方式中，所述式III所示单体的质量含量为10%-20%，基于所述式I所示单体、式II所示单体和式III所示单体的总质量计。
通过控制投入的所述式III所示单体的质量含量，进而控制聚合物中的壳部的质量含量，可以兼顾极片高的粘结力和低的膜片电阻，综合改善极片的使用性能。
本申请的第三方面提供一种第一方面所述的聚合物或第二方面所述的制备方法制备的聚合物在二次电池中的应用。
本申请的第四方面提供一种底涂浆料，包括粘结剂、导电剂和水性介质，所述粘结剂包含第一方面所述的聚合物或第二方面所述的制备方法制备的聚合物。
本申请的底涂浆料具有优异的分散性和过滤性，使得底涂层中的导电剂分布均匀，形成致密的三维导电网络，降低极片的膜片电阻，改善底涂浆料的使用性能和加工性能。
在任意实施方式中，所述导电剂的比表面积为200m2/g-1000m2/g。
控制导电剂的比表面积在合适范围内，聚合物粘结剂对导电剂具有优异的分散润湿性，底涂浆料具有优异的过滤性，导电剂在浆料中均匀分散，有利于在底涂层中构建优异的导电网络，降低极片的膜片电阻。同时导电剂的比表面积在合适范围内，也有利于聚合物粘结剂在底涂层中均匀分布，使得聚合物粘结剂充分发挥其高弹态的力学状态的作用，达到减少在热压工序中卷芯内圈的极片拐角出现的脱膜现象的可能性的目的。
在任意实施方式中，基于所述粘结剂和导电剂的总质量计，所述粘结剂的质量含量为20%-40%。
控制粘结剂的质量含量在合适范围内，可以在卷芯热压工序中形成具有足够数量的处于高弹态的力学状态的聚合物粘结剂，提高热压过程中极片的柔韧性和粘结性，达到减少热压工序中卷芯内圈的极片拐角出现脱膜现象的可能性的目的，另外合适质量含量的粘结剂，使得底涂层具有足够数量的导电剂，降低极片的膜片电阻，改善电池的电化学性能。
在任意实施方式中，所述底涂浆料的固含量为15wt%~30wt%时，所述底涂浆料在搅拌速度为30转/分钟，25℃下的粘度为100mPa·s~1000mPa·s。
控制底涂浆料的固含量在合适范围内，使得极片具有良好的粘结力，同时使得浆料具有合适的粘度，兼顾后续的涂布加工和涂布干燥的工作，综合改善浆料的加工性能和使用性能。
本申请的第五方面提供一种复合集流体，包含集流体，所述集流体的至少一侧面设有底涂层，所述底涂层包含粘结剂，所述粘结剂包含第一方面所述的聚合物或第二方面所述的制备方法制备的聚合物。
采用本申请的复合集流体制备极片，可以提高卷芯热压整形工序中极片的柔韧性和粘结性，减少热压工序中卷芯内圈的极片拐角出现脱膜现象的可能性，优化卷芯的加工性能，同时本申请的复合集流体还可以降低极片的膜片电阻，提高极片的使用性能。
在任意实施方式中，所述底涂层满足下述a-b中的至少一项：
a：所述底涂层的厚度为0.5μm-1.5μm；
b：所述底涂层的涂布重量为0.5g/m2-1.5g/m2。
控制底涂层的厚度和/或涂布重量在合适的范围内，达到减少热压工序中卷芯内圈的极片拐角出现脱膜现象的可能性的目的，同时还能避免过厚或过多的底涂层对极片的活性物质层的含量带来负面影响，影响电池的能量密度。
本申请的第六方面提供一种电极极片，包含活性膜层和第五方面所述的复合集流体，所述活性膜层位于所述复合集流体的表面。
本申请的极片在卷芯热压整形工序中，具有优异的柔韧性和粘结性，有效减少热压工序中卷芯内圈的极片拐角出现脱膜现象的可能性，改善卷芯的加工性能，同时极片具有优异的导电性能，具有低的膜片电阻，改善极片的使用性能。
本申请的第七方面提供一种卷绕结构电芯，包括第六方面的电极极片。
本申请的第八方面提供一种二次电池，包括第七方面的卷绕结构电芯。
本申请的第九方面提供一种用电装置，包括第八方面所述的二次电池。
附图说明
图1是本申请一实施方式的二次电池的示意图；
图2是图1所示的本申请一实施方式的二次电池的分解图；
图3是本申请一实施方式的电池模块的示意图；
图4是本申请一实施方式的电池包的示意图；
图5是图4所示的本申请一实施方式的电池包的分解图；
图6是本申请一实施方式的二次电池用作电源的用电装置的示意图；
图7是本申请的实施例1的聚合物的DSC图。
附图标记：
1电池包；2上箱体；3下箱体；4电池模块；5二次电池；51壳体；52电极组件；53盖板。
实施方式
以下，适当地参照附图详细说明具体公开了本申请的聚合物、其制备方法、底涂浆料、复合集流体、二次电池及用电装置的实施方式。但是会有省略不必要的详细说明的情况。例如，有省略对已众所周知的事项的详细说明、实际相同结构的重复说明的情况。这是为了避免以下的说明不必要地变得冗长，便于本领域技术人员的理解。此外，附图及以下说明是为了本领域技术人员充分理解本申请而提供的，并不旨在限定权利要求书所记载的主题。
本申请所公开的“范围”以下限和上限的形式来限定，给定范围是通过选定一个下限和一个上限进行限定的，选定的下限和上限限定了特别范围的边界。这种方式进行限定的范围可以是包括端值或不包括端值的，并且可以进行任意地组合，即任何下限可以与任何上限组合形成一个范围。例如，如果针对特定参数列出了60-120和80-110的范围，理解为60-110和80-120的范围也是预料到的。此外，如果列出的最小范围值1和2，和如果列出了最大范围值3，4和5，则下面的范围可全部预料到：1-3、1-4、1-5、2-3、2-4和2-5。在本申请中，除非有其他说明，数值范围“a-b”表示a到b之间的任意实数组合的缩略表示，其中a和b都是实数。例如数值范围“0-5”表示本文中已经全部列出了“0-5”之间的全部实数，“0-5”只是这些数值组合的缩略表示。另外，当表述某个参数为≥2的整数，则相当于公开了该参数为例如整数2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12等。
如果没有特别的说明，本申请的所有实施方式以及可选实施方式可以相互组合形成新的技术方案。
如果没有特别的说明，本申请的所有技术特征以及可选技术特征可以相互组合形成新的技术方案。
如果没有特别的说明，本申请的所有步骤可以顺序进行，也可以随机进行，优选是顺序进行的。例如，所述方法包括步骤(a)和(b)，表示所述方法可包括顺序进行的步骤(a)和(b)，也可以包括顺序进行的步骤(b)和(a)。例如，所述提到所述方法还可包括步骤(c)，表示步骤(c)可以任意顺序加入到所述方法，例如，所述方法可以包括步骤(a)、(b)和(c)，也可包括步骤(a)、(c)和(b)，也可以包括步骤(c)、(a)和(b)等。
如果没有特别的说明，本申请所提到的“包括”和“包含”表示开放式，也可以是封闭式。例如，所述“包括”和“包含”可以表示还可以包括或包含没有列出的其他组分，也可以仅包括或包含列出的组分。
如果没有特别的说明，在本申请中，术语“或”是包括性的。举例来说，短语“A或B”表示“A，B，或A和B两者”。更具体地，以下任一条件均满足条件“A或B”：A为真（或存在）并且B为假（或不存在）；A为假（或不存在）而B为真（或存在）；或A和B都为真（或存在）。
电极的导电性是二次电池最重要的研究课题之一，二次电池极片在制备过程中，会在集流体与活性材料层之间涂覆底涂层，提供活性材料层和集流体之间的电导通，进而降低活性材料层与集流体之间的接触电阻，使得极片具有良好的电子导电和离子导电，提高电池的动力学性能。底涂层一般包含粘结剂和导电剂，申请人在研究过程中发现，采用苯丙聚合物作为底涂层的粘结剂，在卷绕式电池的卷绕结构电芯（简称卷芯）热压整形过程中，玻璃化转变温度低于60℃的苯丙聚合物会发生玻璃化转变，由玻璃态的力学状态向高弹态的力学状态发生转变，处于高弹态的力学状态的苯丙聚合物可以提高极片的柔韧性和粘结性，减少热压工序中卷芯内圈的极片拐角出现脱膜现象的可能性，但是现有技术中为了提高底涂层的导电性，常使用比表面积较大的导电剂，传统的苯丙聚合物对较大比表面积的导电剂的分散润湿差，在底涂浆料中易发生团聚，影响底涂浆料的过滤性，也会影响底涂层的导电性。
[聚合物]
基于此，本申请提供一种聚合物，包括核部和至少部分覆盖所述核部的壳部，所述核部包含衍生自式I所示单体的结构单元和衍生自式II所示单体的结构单元，所述壳部包含衍生自式III所示单体的结构单元，
式I />式II /> 式III
其中，R1、R3各自独立地包含氢、氢、取代或未取代的C1-5烷基中的一种或多种，R2包含取代或未取代的C1-9烷基，Ar为取代或未取代的芳香基，n为1-3的任意整数，所述聚合物的玻璃化转变温度小于60℃。
在本文中，术语“聚合物”一方面包括通过聚合反应制备的化学上均一的、但在聚合度、摩尔质量和链长方面不同的大分子的集合体。该术语另一方面也包括由聚合反应形成的这样的大分子集合体的衍生物，即可以通过上述大分子中的官能团的反应，例如加成或取代获得的并且可以是化学上均一的或化学上不均一的产物。
在本文中，术语“C1-5烷基”是指仅由碳和氢原子组成的直链或支链烃链基团，基团中不存在不饱和，具有从一至五个碳原子，并且通过单键附接到分子的其余部分。
在本文中，术语“C1-9烷基”可以参照术语“C1-5烷基”的定义来理解。
在本文中，术语“取代的”是指该化合物或化学部分的至少一个氢原子被另一种化学部分被取代基取代，其中的取代基各自独立地选自：羟基、巯基、氨基、氰基、硝基、醛基、卤素原子、烯基、炔基、芳基、杂芳基、C1-6烷基、C1-6烷氧基。
在本文中，术语“芳香基”是指从简单芳香环衍生出的官能团或取代基，如苯基、邻甲苯基、1-萘基(或α-萘基)。
在一些实施方式中，所述式I所示单体包含丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸异丁酯中的一种或多种。
在一些实施方式中，所述式II所示单体包含苯乙烯、α-甲基苯乙烯、邻甲基苯乙烯、间甲基苯乙烯中的一种或多种。
在一些实施方式中，n为1，即所述式III所示单体包含
（N-乙烯基吡咯烷酮）。
在一些实施方式中，n为2，即所述式III所示单体包含
。
在一些实施方式中，n为3，即所述式III所示单体包含
（N-乙烯基己内酰胺）。
在本文中，术语“玻璃化转变温度”是指非晶态聚合物（包括晶态聚合物中的非结晶部分）由玻璃态的力学状态向高弹态的力学状态或者由高弹态的力学状态向玻璃态的力学状态的转变温度，是无定型聚合物大分子链段自由运动的最低温度。
在本文中，术语“玻璃态的力学状态”是指非晶态聚合物在外力作用下形变很小，形变与受力的大小成正比，当外力除去后形变能立刻回复的状态。在玻璃态的力学状态下，分子运动的能量很低，不足以克服主链内旋转的位垒，不足以激发起链段的运动，链段处于被冻结的状态。例如受到外力时，由于链段运动被冻结，只能使主链的键长和键角有微小的改变，因此从宏观上来说，聚合物受力后的形变是很小的。
在本文中，术语“高弹态的力学状态”是指非晶态聚合物在很小的外力作用下，产生很大的形变。在高弹态的力学状态下，非晶态聚合物受到外力作用时，分子链通过单键的内旋转和链段的改变构象以适应外力的作用。例如受到拉伸力时，分子链可从蜷曲状态变为伸展状态，因而表现在宏观上可以发生很大的形变。一旦外力除去，分子链又要通过单键的内旋转和链段运动回复到原来的蜷曲状态，在宏观上表现为弹性回缩。
聚合物的玻璃化转变温度可以采用任何已知的测试方法进行测试，包括但不限于差示扫描量热法（DSC）。作为示例，通过差示扫描量热法（DSC）测试聚合物的玻璃化转变温度（Tg），取5mg聚合物样品，以5℃/min的升温速率从-70℃升温至200℃，分析DSC曲线得到聚合物的玻璃化转变温度，单位为℃。
在一些实施方式中，卷芯热压整形工序的热压温度高于聚合物的玻璃化转变温度。
在一些实施方式中，卷芯热压工序的温度为60℃-130℃。
在一些实施方式中，聚合物的玻璃化转变温度为55℃、50℃、45℃、40℃、35℃、30℃、25℃、20℃、15℃、10℃、5℃、0℃、-10℃、-20℃、-30℃、-40℃、-50℃或其间的任意数值。
聚合物的玻璃化转变温度可以通过调整构成聚合物的结构单元的种类及它们的构成、以及聚合物的重均分子量及制造方法进行调控。
一方面，利用聚合物中的核部包含的衍生自式I所示单体的结构单元和衍生自式II所示单体的结构单元，核部会形成苯丙聚合物或苯丙类聚物，同时控制聚合物的玻璃化转变温度小于60℃，使得在热压整形工序中，聚合物由玻璃态的力学状态转变为高弹态的力学状态，可以提高底涂层和极片的柔韧性和粘结性，减少卷芯热压工序中卷芯内圈的极片拐角出现脱膜现象的可能性，改善卷芯的加工性能。另一方面，利用聚合物中的壳部包含的衍生自式III所示单体的结构单元，可以提高底涂浆料的分散性和过滤性，使得底涂层中的导电剂分布均匀，形成致密的三维导电网络，降低极片的膜片电阻，改善底涂浆料的使用性能和加工性能。
综上所述，本申请的聚合物可以提高卷芯热压整形工序中极片的柔韧性和粘结性，减少热压工序中卷芯内圈的极片拐角出现脱膜现象的可能性，优化卷芯的加工性能，同时本申请的聚合物还能够有效调控底涂浆料的粘度，提高底涂浆料的过滤性和分散性，降低极片的膜片电阻，改善底涂浆料的使用性能和加工性能。
在一些实施方式中，所述壳部的质量含量为10%-20%，基于所述聚合物的质量计。在一些实施方式中，基于所述聚合物的质量计，所述壳部的质量含量可选为10%、12%、14%、15%、16%、18%、20%或其间的任意数值。
在一些实施方式中，所述核部的质量含量为80%-90%，基于所述聚合物的质量计。在一些实施方式中，基于所述聚合物的质量计，所述核部的质量含量可选为80%、82%、84%、85%、86%、88%、90%或其间的任意数值。
控制核部和/或壳部的质量含量在合适范围内，一方面合适质量含量的壳部中的衍生自式III所示单体的结构单元使得底涂浆料具有优异的分散性和过滤性，可以降低极片的膜片电阻，改善底涂浆料的使用性能和加工性能，另一方面合适质量含量的核部中的衍生自式I所示单体的结构单元和衍生自式II所示单体的结构单元，使得极片具有优异的粘结性，减少热压工序中卷芯内圈的极片拐角出现脱膜现象的可能性，优化卷芯的加工性能。
本申请的实施方式中还提供一种聚合物的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
将式I所示单体和式II所示单体聚合制备所述聚合物的核部，将式III所示单体聚合制备所述聚合物的壳部，所述壳部至少部分覆盖所述核部，
式I />式II />式III
其中，R1、R3各自独立地包含氢、取代或未取代的C1-5烷基中的一种或多种，R2包含取代或未取代的C1-9烷基，Ar为取代或未取代的芳香基，n为1-3的任意整数，所述聚合物的玻璃化转变温度小于60℃。
采用本申请的制备方法，可以制备得到一种聚合物，该聚合物可以提高卷芯热压整形工序中极片的柔韧性和粘结性，减少热压工序中卷芯内圈的极片拐角出现脱膜现象的可能性，优化卷芯的加工性能，同时本申请的聚合物还能够有效调控底涂浆料的粘度，提高底涂浆料的过滤性和分散性，降低极片的膜片电阻，改善底涂浆料的使用性能和加工性能。
在一些实施方式中，所述制备方法具体包括，
制备核部：提供引发剂、第一乳化剂、至少一种式I所示单体和式II所示单体以及水性介质进行第一段聚合反应得到所述聚合物的核部；
制备聚合物：反应一段时间后，向反应容器内加入第二乳化剂、至少一种式III所示单体以及水性介质进行第二段聚合反应得到聚合物。
在一些实施方式中，引发剂包含过硫酸钾、过硫酸铵的一种或多种。
过硫酸铵或过硫酸钾均在60℃以上可以有效地分解，产生自由基离子或离子自由基，适宜作为乳液聚合的引发剂。
在一些实施方式中，第一乳化剂为全氟辛酸碱金属盐，可选为全氟辛酸钠盐。
全氟辛酸碱金属盐常用作含氟单体的聚合反应时的乳化剂或分散剂。
在一些实施方式中，所述第二乳化剂为聚氧乙烯-4-酚基醚硫酸铵盐、壬基酚聚氧乙烯醚硫酸铵盐中的一种或两种。
聚氧乙烯-4-酚基醚硫酸铵盐和壬基酚聚氧乙烯醚硫酸铵盐均为阴-非离子型乳化剂，既具有阴离子的特性，也具有非离子的特性，在乳液聚合时可单独使用，不需要与其他乳化剂配合使用。
在一些实施方式中，所述制备方法为核壳乳液聚合。
在一些实施方式中，在制备核部和制备聚合物的步骤中加入的水性介质为去离子水的电导率小于等于2μs/cm。
在一些实施方式中，所述式III所示单体的质量含量为10%-20%，基于所述式I所示单体、式II所示单体和式III所示单体的总质量计。在一些实施方式中，基于所述式I所示单体、式II所示单体和式III所示单体的总质量计，所述式III所示单体的质量含量可选为10%、12%、14%、15%、16%、18%、20%或其间的任意数值。
通过控制投入的所述式III所示单体的质量含量，进而控制聚合物中的壳部的质量含量，可以兼顾极片高的粘结力和低的膜片电阻，综合改善极片的使用性能。
[底涂浆料]
本申请的一个实施方式中提供一种底涂浆料，包括粘结剂、导电剂和水性介质，所述粘结剂包含任意方式中所述的聚合物或任意实施方式中所述的制备方法制备的聚合物。
在本文中，术语“粘结剂”是指在分散介质中形成胶体溶液或胶体分散液的化学化合物、聚合物或混合物。
在一些实施方式中，粘结剂的分散介质是水性介质，如去离子水。即，粘结剂溶解于水性介质中。
采用本申请的底涂浆料，一方面底涂浆料具有优异的分散性和过滤性，使得底涂层中的导电剂分布均匀，形成致密的三维导电网络，降低极片的膜片电阻，改善底涂浆料的使用性能和加工性能，另一方面，该底涂浆料制备得到的底涂层在热压工序中具有优异的柔韧性和粘结性，减少热压工序中卷芯内圈的极片拐角出现脱膜现象的可能性，优化卷芯的加工性能。
在一些实施方式中，所述导电剂的比表面积为200m2/g-1000m2/g。在一些实施方式中，所述导电剂的比表面积可选为200m2/g、400m2/g、600m2/g、800m2/g、1000m2/g或其间的任意数值。
本申请中所述的导电剂的比表面积通过采用气体吸附法(BET)或压汞法进行测量。例如可以参照GB/T 19587-2017，采用氮气吸附比表面积分析测试方法测试，并用BET(BrunauerEmmett Teller)法计算得出，其中氮气吸附比表面积分析测试可以通过美国Micromeritics公司的Tri-Star 3020型比表面积孔径分析测试仪进行。
相比于传统的苯丙聚合物，本申请的聚合物对大比表面积的导电剂依然具有优异的分散润湿性，有助于提高底涂浆料的分散性和过滤性，同时也使得大比表面积的导电剂在导电涂层中分布均匀，充分发挥其优异的导电性。
控制导电剂的比表面积在合适范围内，聚合物粘结剂对导电剂具有优异的分散润湿性，底涂浆料具有优异的过滤性，导电剂在浆料中均匀分散，有利于在底涂层中构建优异的导电网络，降低极片的膜片电阻。同时导电剂的比表面积在合适范围内，也有利于聚合物粘结剂在底涂层中均匀分布，使得聚合物粘结剂充分发挥其高弹态的力学状态的作用，达到减少在热压工序中卷芯内圈的极片拐角出现的脱膜现象的可能性的目的。
在一些实施方式中，所述导电剂可以包括超导碳、乙炔黑、炭黑、科琴黑、碳点、碳纳米管、石墨烯及碳纳米纤维中的至少一种。在一些实施方式中，所述导电剂可以为碳纳米管或碳纳米纤维。
在一些实施方式中，基于所述粘结剂和导电剂的总质量计，所述粘结剂的质量含量为20%-40%。在一些实施方式中，基于所述粘结剂和导电剂的总质量计，所述粘结剂的质量含量可选为20%、25%、30%、35%、40%或其间的任意数值。
控制粘结剂的质量含量在合适范围内，可以在卷芯热压工序中形成具有足够数量的处于高弹态的力学状态的聚合物粘结剂，提高热压过程中极片的柔韧性和粘结性，达到减少热压工序中卷芯内圈的极片拐角出现脱膜现象的可能性的目的，另外合适质量含量的粘结剂，使得底涂层具有足够数量的导电剂，降低极片的膜片电阻，改善电池的电化学性能。
在一些实施方式中，所述底涂浆料的固含量为15wt%~30wt%时，所述底涂浆料在搅拌速度为30转/分钟，25℃下的粘度为100mPa·s~1000mPa·s。
在一些实施方式中，底涂浆料的固含量可选为15wt%、16wt%、17wt%、18wt%、19wt%、20wt%、21wt%、22wt%、23wt%、24wt%、25wt%、26wt%、27wt%、28wt%、29wt%、30wt%或其间的任意数值。
在一些实施方式中，底涂浆料在搅拌速度为30转/分钟，25℃下的粘度可选为100mPa·s、200mPa·s、300mPa·s、400mPa·s、500mPa·s、600mPa·s、700mPa·s、800mPa·s、900mPa·s、1000mPa·s或其间的任意数值。
底涂浆料的固含量可以采用本领域已知的方法和设备测试，作为示例：取铜箔于失重率测量仪内称重，记为M0，清零；
取底涂浆料，少量涂覆于铜箔上，然后放入水分测定仪内称重，记为M1；
合上设备，开始烘干；
结束后，记录称重数据，记录为M2，并计算固含量，固含量为(M2-M0)/(M1-M0)。
在一些实施方式中，底涂浆料在搅拌速度为30转/分钟，25℃下的粘度可选为100mPa·s、200mPa·s、400mPa·s、600mPa·s、800mPa·s、1000mPa·s或其间的任意数值。
底涂浆料的粘度可以采用本领域已知的方法和设备测试，作为示例：使用旋转粘度剂测量底涂浆料的粘度。选取合适的转子，固定好粘度计转子，将底涂浆料放置于粘度计转子下方，浆料恰好淹没转子的刻度线，仪器型号：上海方瑞NDJ-5S，转子为62#，转速为30转/分钟，可测量浆料的粘度范围为0~1000mPa·s；转子为63#，转速为30转/分钟，可测量浆料的粘度范围为0~2000mPa·s），测试温度：25℃，测试时间为5分钟，待示数稳定读取数据。
控制底涂浆料的固含量在合适范围内，使得极片具有良好的粘结力，同时使得浆料具有合适的粘度，兼顾后续的涂布加工和涂布干燥的工作，综合改善浆料的加工性能和使用性能。
[复合集流体]
本申请的一个实施方式中提供一种复合集流体，包含集流体，所述集流体的至少一侧面设有底涂层，所述底涂层包含粘结剂，所述粘结剂包含任意实施方式中所述的聚合物或任意实施方式中所述的制备方法制备的聚合物。
在本文中，“所述集流体的至少一侧面设有底涂层”是指底涂层可以是设于集流体的至少部分表面，包括但不限于：设于集流体的至少一侧面及设于集流体的两个表面。
在一些实施方式中，复合集流体可以是复合正极集流体。
在一些实施方式中，集流体可采用金属箔片或二次集流体。例如，作为金属箔片，可采用铝箔。二次集流体可包括高分子材料基层和形成于高分子材料基层至少一个表面上的金属层。二次集流体可通过将金属材料（铝、铝合金、镍、镍合金、钛、钛合金、银及银合金等）形成在高分子材料集流体（如聚丙烯（PP）、聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）、聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）、聚苯乙烯（PS）、聚乙烯（PE）等的集流体）上而形成。
在一些实施方式中，复合集流体可以是复合负极集流体。
在一些实施方式中，集流体可采用金属箔片或复合集流体。例如，作为金属箔片，可以采用铜箔。复合集流体可包括高分子材料基层和形成于高分子材料基材至少一个表面上的金属层。复合集流体可通过将金属材料（铜、铜合金、镍、镍合金、钛、钛合金、银及银合金等）形成在高分子材料基材（如聚丙烯（PP）、聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）、聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）、聚苯乙烯（PS）、聚乙烯（PE）等的基材）上而形成。
采用本申请的复合集流体制备极片，可以提高卷芯热压整形工序中极片的柔韧性和粘结性，减少热压工序中卷芯内圈的极片拐角出现脱膜现象的可能性，优化卷芯的加工性能，同时本申请的复合集流体还可以降低极片的膜片电阻，提高极片的使用性能。
在一些实施方式中，所述底涂层满足下述a-b中的至少一项：
a：所述底涂层的厚度为0.5μm-1.5μm；
b：所述底涂层的涂布重量为0.5g/m²-1.5g/m²。
在一些实施方式中，底涂层的厚度可选为0.5μm、0.6μm、0.7μm、0.8μm、0.9μm、1μm、1.1μm、1.2μm、1.3μm、1.4μm、1.5μm或其间的任意数值。
在一些实施方式中，底涂层的涂布重量可选为0.5g/m2、0.55g/m2、0.6g/m2、0.65g/m2、0.7g/m2、0.75g/m2、0.8g/m2、0.85g/m2、0.9g/m2、0.95g/m2、1.0g/m2、1.1g/m2、1.2g/m2、1.3g/m2、1.4g/m2、1.5g/m2或其间的任意数值。
控制底涂层的厚度和/或涂布重量在合适的范围内，达到减少热压工序中卷芯内圈的极片拐角出现脱膜现象的可能性的目的，同时还能避免过厚或过多的底涂层对极片的活性物质层的含量带来负面影响，影响电池的能量密度。
本申请的一些实施方式中，还提供一种电极极片，包含活性膜层和任意实施方式中所述的复合集流体，所述活性膜层位于所述复合集流体的表面。
本申请的极片在卷芯热压整形工序中，具有优异的柔韧性和粘结性，有效减少热压工序中卷芯内圈的极片拐角出现脱膜现象的可能性，改善卷芯的加工性能，同时极片具有优异的导电性能，具有低的膜片电阻，改善极片的使用性能。
在一些实施方式中，所述电极极片为正极极片或负极极片。
[负极极片]
负极极片包含负极活性膜层和任意实施方式中所述的复合负极集流体，所述负极活性膜层位于所述复合负极集流体的表面。
所述负极活性膜层包括负极活性材料、导电剂和粘结剂。
作为示例，复合负极集流体具有在其自身厚度方向相对的两个表面，负极活性膜层设置在复合负极集流体相对的两个表面中的任意一者或两者上。
在一些实施方式中，负极活性材料可采用本领域公知的用于电池的负极活性材料。作为示例，负极活性材料可包括以下材料中的至少一种：人造石墨、天然石墨、软炭、硬炭、硅基材料、锡基材料和钛酸锂等。所述硅基材料可选自单质硅、硅氧化合物、硅碳复合物、硅氮复合物以及硅合金中的至少一种。所述锡基材料可选自单质锡、锡氧化合物以及锡合金中的至少一种。但本申请并不限定于这些材料，还可以使用其他可被用作电池负极活性材料的传统材料。这些负极活性材料可以仅单独使用一种，也可以将两种以上组合使用。
在一些实施方式中，负极活性膜层还可选地包括粘结剂。所述粘结剂可选自丁苯橡胶（SBR）、聚丙烯酸（PAA）、聚丙烯酸钠（PAAS）、聚丙烯酰胺（PAM）、聚乙烯醇（PVA）、海藻酸钠（SA）、聚甲基丙烯酸（PMAA）及羧甲基壳聚糖（CMCS）中的至少一种。
在一些实施方式中，负极活性膜层还可选地包括导电剂。导电剂可选自超导碳、乙炔黑、炭黑、科琴黑、碳点、碳纳米管、石墨烯及碳纳米纤维中的至少一种。
在一些实施方式中，负极活性膜层还可选地包括其他助剂，例如增稠剂（如羧甲基纤维素钠（CMC-Na））等。
在一些实施方式中，可以通过以下方式制备负极极片：将上述用于制备负极极片的组分，例如负极活性材料、导电剂、粘结剂和任意其他的组分分散于溶剂（例如去离子水）中，形成负极浆料；将任意实施方式中的底涂浆料涂覆在集流体表面，干燥后形成底涂层，即复合负极集流体，然后将正极浆料涂覆在复合负极集流体上，经烘干、冷压等工序后，即可得到负极极片。
[正极极片]
正极极片包含正极活性膜层和任意实施方式中所述的复合正极集流体，所述正极活性膜层位于所述复合正极集流体的表面。
所述正极活性膜层包括正极活性材料、导电剂和粘结剂。
作为示例，复合正极集流体具有在其自身厚度方向相对的两个表面，正极活性膜层设置在负极正极集流体相对的两个表面的其中任意一者或两者上。
在一些实施方式中，正极活性材料可采用本领域公知的用于电池的正极活性材料。作为示例，正极活性材料可包括以下材料中的至少一种：橄榄石结构的含锂磷酸盐、锂过渡金属氧化物及其各自的改性化合物。但本申请并不限定于这些材料，还可以使用其他可被用作电池正极活性材料的传统材料。这些正极活性材料可以仅单独使用一种，也可以将两种以上组合使用。其中，锂过渡金属氧化物的示例可包括但不限于锂钴氧化物（如LiCoO2）、锂镍氧化物（如LiNiO2）、锂锰氧化物（如LiMnO2、LiMn2O4）、锂镍钴氧化物、锂锰钴氧化物、锂镍锰氧化物、锂镍钴锰氧化物（如LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2（也可以简称为NCM333）、LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2（也可以简称为NCM523）、LiNi0.5Co0.25Mn0.25O2（也可以简称为NCM211）、LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2（也可以简称为NCM622）、LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2（也可以简称为NCM811）、锂镍钴铝氧化物（如LiNi0.85Co0.15Al0.05O2）及其改性化合物等中的至少一种。橄榄石结构的含锂磷酸盐的示例可包括但不限于磷酸铁锂（如LiFePO4（也可以简称为LFP））、磷酸铁锂与碳的复合材料、磷酸锰锂（如LiMnPO4）、磷酸锰锂与碳的复合材料、磷酸锰铁锂、磷酸锰铁锂与碳的复合材料中的至少一种。
在一些实施方式中，正极膜层还可选地包括粘结剂。作为示例，所述粘结剂可以包括聚偏氟乙烯（PVDF）、聚四氟乙烯（PTFE）、偏氟乙烯-四氟乙烯-丙烯三元共聚物、偏氟乙烯-六氟丙烯-四氟乙烯三元共聚物、四氟乙烯-六氟丙烯共聚物及含氟丙烯酸酯树脂中的至少一种。
在一些实施方式中，正极膜层还可选地包括导电剂。作为示例，所述导电剂可以包括超导碳、乙炔黑、炭黑、科琴黑、碳点、碳纳米管、石墨烯及碳纳米纤维中的至少一种。
在一些实施方式中，可以通过以下方式制备正极极片：将上述用于制备正极极片的组分，例如正极活性材料、导电剂、粘结剂和任意其他的组分分散于溶剂（例如N-甲基吡咯烷酮）中，形成正极浆料；将任意实施方式中的底涂浆料涂覆在集流体表面，干燥后形成底涂层，即复合正极集流体，然后将正极浆料涂覆在复合正极集流体上，经烘干、冷压等工序后，即可得到正极极片。
[电解质]
电解质在正极极片和负极极片之间起到传导离子的作用。本申请对电解质的种类没有具体的限制，可根据需求进行选择。例如，电解质可以是液态的、凝胶态的或全固态的。
在一些实施方式中，所述电解质采用电解液。所述电解液包括电解质盐和溶剂。
在一些实施方式中，电解质盐可选自六氟磷酸锂、四氟硼酸锂、高氯酸锂、六氟砷酸锂、双氟磺酰亚胺锂、双三氟甲磺酰亚胺锂、三氟甲磺酸锂、二氟磷酸锂、二氟草酸硼酸锂、二草酸硼酸锂、二氟二草酸磷酸锂及四氟草酸磷酸锂中的至少一种。
在一些实施方式中，溶剂可选自碳酸亚乙酯、碳酸亚丙酯、碳酸甲乙酯、碳酸二乙酯、碳酸二甲酯、碳酸二丙酯、碳酸甲丙酯、碳酸乙丙酯、碳酸亚丁酯、氟代碳酸亚乙酯、甲酸甲酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯、丙酸丙酯、丁酸甲酯、丁酸乙酯、1,4-丁内酯、环丁砜、二甲砜、甲乙砜及二乙砜中的至少一种。
在一些实施方式中，所述电解液还可选地包括添加剂。例如添加剂可以包括负极成膜添加剂、正极成膜添加剂，还可以包括能够改善电池某些性能的添加剂，例如改善电池过充性能的添加剂、改善电池高温或低温性能的添加剂等。
[隔离膜]
在一些实施方式中，二次电池中还包括隔离膜。本申请对隔离膜的种类没有特别的限制，可以选用任意公知的具有良好的化学稳定性和机械稳定性的多孔结构隔离膜。
在一些实施方式中，隔离膜的材质可选自玻璃纤维、无纺布、聚乙烯、聚丙烯及聚偏二氟乙烯中的至少一种。隔离膜可以是单层薄膜，也可以是多层复合薄膜，没有特别限制。在隔离膜为多层复合薄膜时，各层的材料可以相同或不同，没有特别限制。
在一些实施方式中，正极极片、负极极片和隔离膜可通过卷绕工艺制成卷绕结构电芯。
在一些实施方式中，二次电池可包括外包装。该外包装可用于封装上述电极组件及电解质。
在一些实施方式中，二次电池的外包装可以是硬壳，例如硬塑料壳、铝壳、钢壳等。二次电池的外包装也可以是软包，例如袋式软包。软包的材质可以是塑料，作为塑料，可列举出聚丙烯、聚对苯二甲酸丁二醇酯以及聚丁二酸丁二醇酯等。
本申请对二次电池的形状没有特别的限制，其可以是圆柱形、方形或其他任意的形状。例如，图1是作为一个示例的方形结构的二次电池5。
在一些实施方式中，参照图2，外包装可包括壳体51和盖板53。其中，壳体51可包括底板和连接于底板上的侧板，底板和侧板围合形成容纳腔。壳体51具有与容纳腔连通的开口，盖板53能够盖设于所述开口，以封闭所述容纳腔。正极极片、负极极片和隔离膜可经卷绕工艺或叠片工艺形成电极组件52。电极组件52封装于所述容纳腔内。电解液浸润于电极组件52中。二次电池5所含电极组件52的数量可以为一个或多个，本领域技术人员可根据具体实际需求进行选择。
在一些实施方式中，二次电池可以组装成电池模块，电池模块所含二次电池的数量可以为一个或多个，具体数量本领域技术人员可根据电池模块的应用和容量进行选择。
图3是作为一个示例的电池模块4。参照图3，在电池模块4中，多个二次电池5可以是沿电池模块4的长度方向依次排列设置。当然，也可以按照其他任意的方式进行排布。进一步可以通过紧固件将该多个二次电池5进行固定。
可选地，电池模块4还可以包括具有容纳空间的外壳，多个二次电池5容纳于该容纳空间。
在一些实施方式中，上述电池模块还可以组装成电池包，电池包所含电池模块的数量可以为一个或多个，具体数量本领域技术人员可根据电池包的应用和容量进行选择。
图4和图5是作为一个示例的电池包1。参照图4和图5，在电池包1中可以包括电池箱和设置于电池箱中的多个电池模块4。电池箱包括上箱体2和下箱体3，上箱体2能够盖设于下箱体3，并形成用于容纳电池模块4的封闭空间。多个电池模块4可以按照任意的方式排布于电池箱中。
另外，本申请还提供一种用电装置，所述用电装置包括本申请提供的二次电池、电池模块、或电池包中的至少一种。所述二次电池、电池模块、或电池包可以用作所述用电装置的电源，也可以用作所述用电装置的能量存储单元。所述用电装置可以包括移动设备（例如手机、笔记本电脑等）、电动车辆（例如纯电动车、混合动力电动车、插电式混合动力电动车、电动自行车、电动踏板车、电动高尔夫球车、电动卡车等）、电气列车、船舶及卫星、储能系统等，但不限于此。
作为所述用电装置，可以根据其使用需求来选择二次电池、电池模块或电池包。
图6是作为一个示例的用电装置。该用电装置为纯电动车、混合动力电动车、或插电式混合动力电动车等。为了满足该用电装置对二次电池的高功率和高能量密度的需求，可以采用电池包或电池模块。
作为另一个示例的装置可以是手机、平板电脑、笔记本电脑等。该装置通常要求轻薄化，可以采用二次电池作为电源。
实施例
以下，说明本申请的实施例。下面描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。实施例中未注明具体技术或条件的，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。
一、制备方法
实施例1
1）聚合物的制备
第一段聚合：将20kg的去离子水、180g的全氟辛酸钠盐、100g的5%浓度的过硫酸钾溶液，其中去离子水的电导率小于等于2μs/cm，依次加入反应釜内，关闭反应釜；
釜内抽真空，充氮气，重复操作至反应釜内氧气浓度小于100ppm；
釜内升温至85℃开始向反应釜内加入0.21kg的丙烯酸乙酯和0.3kg的苯乙烯；保温反应0.5h；向反应釜内加入500g的5%浓度的过硫酸钾溶液，缓慢加入1.89kg的丙烯酸乙酯和2.7kg的苯乙烯，控制釜内温度85℃反应；
第二段聚合：将10kg去离子水（去离子水的电导率小于等于2μs/cm）、120g的聚氧乙烯-4-酚基醚硫酸铵盐、0.9kg的N-乙烯基吡咯烷酮加入搅拌罐内搅拌均匀，得预混液；
待第一段聚合反应3h后，向反应釜内缓慢加入预混液，控制釜内温度为85℃继续反应2h后，停止反应，冷却至室温，过滤出料，得到具有核壳结构的丙烯酸乙酯-苯乙烯-N-乙烯基吡咯烷酮聚合物。
2）底涂浆料的制备
将4.2kg的导电剂碳纳米管（比表面积为500m2/g）、7.2kg的丙烯酸乙酯-苯乙烯-N-乙烯基吡咯烷酮聚合物的乳液(固含量为25wt%)依次加入搅拌罐内，其中丙烯酸乙酯-苯乙烯-N-乙烯基吡咯烷酮聚合物的玻璃化转变温度为41.2℃，按照转速300rpm，搅拌10min后，按照转速2000rpm搅拌120min，再加入28.6kg的去离子水，以2000rpm搅拌120min，采用200目滤网进行过滤得到底涂浆料，浆料的固含量为15wt%，浆料在搅拌速度为30转/分钟，25℃下的粘度为325mPa·s。
底涂层的制备：将底涂浆料通过凹版涂布方式均匀涂在集流体铜箔的正反两面后进行烘干，形成底涂层，其中涂布重量为0.85g/m2，烘干后的底涂层的单面厚度为1μm。
3）负极极片的制备
将活性物质人造石墨、导电剂炭黑、粘结剂丁苯橡胶（SBR）、增稠剂羧甲基纤维素钠（CMC-Na）按照重量比为96：1：1.2：1.8溶于溶剂去离子水中，混合均匀后制备成负极浆料；将负极浆料一次或多次均匀涂覆在复合负极集流体上，经过烘干、冷压、分切得到负极极片。
4）正极极片的制备
将锂镍钴锰（NCM811）材料、导电剂炭黑、聚偏二氟乙烯粘结剂、按重量比为96.9:2.1:1进行混合，加入N-甲基吡咯烷酮（NMP）搅拌混合均匀，得到正极活性膜层浆料，浆料的固含量为73wt%；之后将正极活性膜层浆料均匀涂覆于正极集流体铝箔上，之后经过烘干、冷压、分切，得到正极极片。
5）隔离膜
以聚丙烯膜作为隔离膜。
6）卷绕结构电芯的制备
上述制备得到的负极极片与正极极片及隔膜一起卷绕形成卷绕结构电芯（简称卷芯），其中负极极片的卷绕圈数为40圈。
实施例2-16
实施例2-7调整了丙烯酸乙酯、苯乙烯和乙烯基吡咯烷酮三种单体的投入的质量比，进而调整聚合物中三种结构单元的质量比，其他参数同实施例1保持一致，具体参数参见表1。
实施例8将丙烯酸乙酯替换成丙烯酸甲酯，将N-乙烯基吡咯烷酮替换成N-乙烯基己内酰胺，其他参数同实施例1保持一致，具体参数参见表1。
实施例9-12中调节底涂层中聚合物粘结剂的质量含量，其他参数同实施例1保持一致，具体参数见表1。
实施例13-16调整了底涂层中的导电剂碳纳米管的比表面积，其他参数同实施例1保持一致，具体参数见表1和表2。
对比例1-5
对比例1中，与实施例1的区别在于将底涂层中的聚合物调整为玻璃化转变温度为50.5℃的苯丙聚合物，具体参数参见表1和表2。
对比例2中，与实施例15的区别在于将底涂层中的聚合物调整为玻璃化转变温度为50.5℃的苯丙聚合物，具体参数参见表1和表2。
对比例3中，与实施例1的区别在于，负极极片无底涂层。
对比例4中，与实施例1的区别在于调整了负极极片的制备方法，将核壳结构的丙烯酸乙酯-苯乙烯-N-乙烯基吡咯烷酮聚合物替换成线性结构的丙烯酸乙酯-苯乙烯-N-乙烯基吡咯烷酮聚合物，具体的丙烯酸乙酯-苯乙烯-N-乙烯基吡咯烷酮线性聚合物的制备方法如下:
将30kg的去离子水、180g的全氟辛酸钠盐、600g的5%浓度的过硫酸钾溶液和120g的聚氧乙烯-4-酚基醚硫酸铵盐，其中去离子水的电导率小于等于2μs/cm，依次加入反应釜内，关闭反应釜；
釜内抽真空，充氮气，重复操作至反应釜内氧气浓度小于100ppm；
釜内升温至85℃开始向反应釜内加入2.1kg的丙烯酸乙酯、3kg的苯乙烯和0.9kg的N-乙烯基吡咯烷酮，控制釜内温度85℃反应5h后，停止反应，冷却至室温，过滤出料，得到非核壳结构丙烯酸乙酯-苯乙烯-N-乙烯基吡咯烷酮共聚物。
对比例5中，与实施例1的区别在于调整了三种单体的投入比进而调控聚合物的玻璃化转变温度，其他参数同实施例1，具体参数参见表1和表2。
二、测试方法
1、底涂浆料
1）底涂浆料粘度测试
使用旋转粘度剂测量底涂浆料的粘度。选取合适的转子，固定好粘度计转子，将水性底涂浆料放置于粘度计转子下方，浆料恰好淹没转子的刻度线，仪器型号：上海方瑞NDJ-5S，转子为62#，转速为30转/分钟，可测量浆料的粘度范围为0~1000mPa·s；转子为63#，转速为30转/分钟，可测量浆料的粘度范围为0~2000mPa·s），测试温度：25℃，测试时间为5分钟，待示数稳定读取数据。
2）底涂浆料过滤性能测试
取500ml烧杯置于200目滤网支架下端，取底涂浆料500ml，置于滤网中过滤，记录烧杯中浆料体积到达300ml时的时间。
2、极片性能测试
（1）极片的粘结力
在25℃下，将冷压后的负极极片取为待测试极片，用刀片截取宽30mm、长度为160mm的试样，将专用双面胶贴于钢板上，胶带宽度20mm、长度150mm，将截取的极片试样贴在双面胶上，测试面朝下，后用压辊沿同一个方向滚压三次，将宽度与极片等宽，长度大于试样长度100mm的纸带插入极片下方，并且用皱纹胶固定，打开拉力机电源，指示灯亮，调整限位块到合适位置，将钢板未贴极片的一端用下夹具固定，将纸带向上翻折，用上夹具固定，利用拉力机附带的手动控制器上的“上行”和“下行”按钮调整上夹具的位置，打开与拉力机链接的专用电脑，双击桌面软件图标，进行测试，拉伸速率50m/min，测试距离50mm，软件每10s取一个粘结力数据点，以这些数据点值为纵坐标(cohesion)，以对应的测试距离为横坐标，纵坐标读数逐渐趋于稳定，读取稳定后的纵坐标读数即为粘结力。
（2）极片的膜片电阻
在极片左、中、右处裁剪烘干后的极片，裁剪为10mm直径的小圆片。开启元能科技极片电阻仪电源，将其置于极片电阻仪“探头”合适位置，点击“开始”按钮，待示数稳定，读取即可。每个小圆片测试两个位置，最后计算六次测量的平均值，即为该负极极片的膜层电阻。
3、卷绕结构电芯
1）卷绕结构电芯热压整形工序后的内圈脱膜情况
将热压设备预热到60℃时，将卷绕结构电芯摆放在电压板上，极耳朝外，保证卷绕结构电芯主体不超出电压板，卷绕结构电芯间距大于3mm；设定热压温度为60℃，热压时间为60s，热压压力3000Mpa；将卷绕结构电芯放置后，按下启动键按钮，进行卷绕结构电芯热压工序；热压结束后，热压板上升，取出卷绕结构电芯；拆解热压后的卷绕结构电芯，观察内圈的负极极片拐角是否出现膜层脱落的现象并记录每个卷绕结构电芯内圈的负极极片拐角的脱膜次数。
三、测试结果
上述实施例和对比例的测试结果见表1和表2。
表1
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表2
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根据表1和表2结果可知，实施例1-16中的聚合物，包括核部和至少部分覆盖所述核部的壳部，所述壳部包含衍生自丙烯酸乙酯或丙烯酸甲酯的结构单元和衍生自苯乙烯的结构单元，所述壳部包含衍生自N-乙烯基吡咯烷酮或N-乙烯基己内酰胺的结构单元，且实施例1-16的聚合物的玻璃化转变温度为41.2℃、50.0℃、35.0℃、40.3℃、42.1℃、40.1℃、39.8℃或57.6℃。图7为实施例1的聚合物的DSC图，从图中可以分析出实施例1的聚合物的玻璃化转变温度为41.2℃。采用本申请的从实施例1-16与对比例1-2对比可见，相比于传统的苯丙聚合物，采用本申请的聚合物能够有效调节底涂浆料的粘度，提高浆料的过滤性，降低极片的膜片电阻，综合改善底涂浆料的加工性能和使用性能。另外从实施例15与对比例2对比可见，本申请的聚合物对高比表面积的导电剂仍然具备优异的分散性，提高包含高比表面积的导电剂的底涂浆料的过滤性，改善底涂浆料的加工性能。从实施例1-16与对比例3可见，采用本申请的聚合物作为底涂层的粘结剂，可以减少热压工序中卷芯内圈的负极极片拐角出现脱膜现象的可能性，优化卷芯的加工性能，同时还能够降低极片的膜片电阻，提高极片的使用性能。从实施例1-16与对比例4对比可见，相比于线性结构的聚合物，采用本申请的聚合物可以减少热压工序中卷芯内圈的负极极片拐角出现脱膜现象的可能性，优化卷芯的加工性能，同时还能够降低极片的膜片电阻，提高极片的使用性能。从实施例1-16与对比例5对比可见，相比于玻璃化转变温度大于60℃的聚合物，本申请的聚合物可以减少热压工序中卷芯内圈的负极极片拐角出现脱膜现象的可能性，优化卷芯的加工性能，同时还能够降低极片的膜片电阻，提高极片的使用性能。
从实施例1、5-6与实施例4、7对比可见，控制壳部的质量含量为10%-20%，可以兼顾极片高的粘结力和低的膜片电阻，综合改善极片的使用性能。
从实施例1、10-11与实施例9、12对比可见，底涂浆料中的粘结剂的质量含量为20%-40%，可以兼顾极片高的粘结力和低的膜片电阻，综合改善极片的使用性能。
从实施例1、14-15与实施例13、16对比可见，控制导电剂的比表面积为200m2/g-1000m2/g，可以兼顾浆料的过滤性与极片的膜片电阻。
需要说明的是，本申请不限定于上述实施方式。上述实施方式仅为示例，在本申请的技术方案范围内具有与技术思想实质相同的构成、发挥相同作用效果的实施方式均包含在本申请的技术范围内。此外，在不脱离本申请主旨的范围内，对实施方式施加本领域技术人员能够想到的各种变形、将实施方式中的一部分构成要素加以组合而构筑的其它方式也包含在本申请的范围内。

Claims (17)

1.一种复合集流体，其特征在于，包含集流体，所述集流体的至少一侧面设有底涂层，所述底涂层包含粘结剂，所述粘结剂包含聚合物，所述聚合物包括核部和至少部分覆盖所述核部的壳部，所述核部包含衍生自式I所示单体的结构单元和衍生自式II所示单体的结构单元，所述壳部包含衍生自式III所示单体的结构单元，
式I />式II />式III
其中，R1、R3各自独立地为氢、未取代的C1-5烷基中的一种或多种，R2为未取代的C1-9烷基，Ar为取代或未取代的芳香基，且所述取代的芳香基的取代基为C1-6烷基，n为1-3的任意整数，
所述聚合物的玻璃化转变温度小于60℃。
2.根据权利要求1所述的复合集流体，其特征在于，所述壳部的质量含量为10%-20%，基于所述聚合物的质量计。
3.根据权利要求1所述的复合集流体，其特征在于，所述核部的质量含量为80%-90%，基于所述聚合物的质量计。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的复合集流体，其特征在于，所述式I所示单体包含丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸异丁酯中的一种或多种。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的复合集流体，其特征在于，所述式II所示单体包含苯乙烯、α-甲基苯乙烯、邻甲基苯乙烯、间甲基苯乙烯中的一种或多种。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的复合集流体，其特征在于，所述式III所示单体包含N-乙烯基吡咯烷酮、N-乙烯基己内酰胺中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的复合集流体，其特征在于，所述聚合物的制备方法包括以下步骤：
将式I所示单体和式II所示单体聚合制备所述聚合物的核部，将式III所示单体聚合制备所述聚合物的壳部，所述壳部至少部分覆盖所述核部，
式I />式II />式III
其中，R1、R3各自独立地为氢、未取代的C1-5烷基中的一种或多种，R2为未取代的C1-9烷基，Ar为取代或未取代的芳香基，且所述取代的芳香基的取代基为C1-6烷基，n为1-3的任意整数，
所述聚合物的玻璃化转变温度小于60℃。
8.根据权利要求7所述的复合集流体，其特征在于，所述制备方法具体包括，
制备所述核部：提供引发剂、第一乳化剂、至少一种所述式I所示单体和所述式II所示单体以及水性介质进行第一段聚合反应得到所述聚合物的所述核部；
制备所述聚合物：反应一段时间后，向反应容器内加入第二乳化剂、至少一种所述式III所示单体以及所述水性介质进行第二段聚合反应得到所述聚合物。
9.根据权利要求7所述的复合集流体，其特征在于，所述式III所示单体的质量含量为10%-20%，基于所述式I所示单体、所述式II所示单体和所述式III所示单体的总质量计。
10.根据权利要求1所述的复合集流体，其特征在于，所述底涂层还包含导电剂，所述导电剂的比表面积为200m2/g-1000m2/g。
11.根据权利要求1所述的复合集流体，其特征在于，所述底涂层满足下述a-b中的至少一项：
a：所述底涂层的厚度为0.5μm-1.5μm；
b：所述底涂层的涂布重量为0.5g/m2-1.5g/m2。
12.根据权利要求10所述的复合集流体，其特征在于，基于所述粘结剂和导电剂的总质量计，所述粘结剂的质量含量为20%-40%。
13.根据权利要求1所述的复合集流体，其特征在于，所述底涂层由底涂浆料制备而来，所述底涂浆料的固含量为15wt%~30wt%时，所述底涂浆料在搅拌速度为30转/分钟，25℃下的粘度为100mPa·s~1000mPa·s。
14.一种电极极片，其特征在于，包含活性膜层和权利要求1至13中任一项所述的复合集流体，所述活性膜层位于所述复合集流体的表面。
15.一种卷绕结构电芯，其特征在于，包括权利要求14所述的电极极片。
16.一种二次电池，其特征在于，包括权利要求15所述的卷绕结构电芯。
17.一种用电装置，其特征在于，包括权利要求16所述的二次电池。
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