CN117143552B - 粘结剂组合物及其制备方法、电池极片、二次电池和用电装置 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种粘结剂组合物及其制备方法、电池极片、二次电池和用电装置。所述粘结剂组合物,包括聚合物和增塑剂,所述聚合物包括下式(1)~式(6)所示的6种结构单元,其中,R1和R2各自独立选自氢、取代或未取代的C1~6烷基;x、y、z、m、n、q各自独立的为正整数。所述粘结剂组合物可实现自修复且自修复所需温度较低,能够在较低加热温度下对电池极片裂纹进行修复,再次提高电池容量,延长电池的循环寿命,提升电池的安全性能,其不会损害电池其他性能。、、、、、。
Description
技术领域
本申请涉及二次电池技术领域,特别是涉及一种粘结剂组合物及其制备方法、电池极片、二次电池和用电装置。
背景技术
近年来,随着锂离子电池的应用范围越来越广泛,锂离子电池广泛应用于水力、火力、风力和太阳能电站等储能电源系统,以及电动工具、电动自行车、电动摩托车、电动汽车、军事装备、航空航天等多个领域。由于锂离子电池取得了极大的发展,因此对其能量密度、循环性能和安全性能等也提出了更高的要求。尤其是在高压、快速充电和放电应用中,电池内部的应力分布不均匀,这导致电池在循环过程中极片产生裂纹,这些裂纹将活性颗粒与导电颗粒和粘结剂分开,或者将电极与集流体分开,电池会出现性能下降、失效、电池燃烧和爆炸等问题。
发明内容
鉴于上述问题,本申请提供一种粘结剂组合物及其制备方法、电池极片、二次电池和用电装置,该粘结剂组合物能够对电池极片裂纹进行自修复,从而改善电池的性能和安全问题。
为了达到上述目的,本申请的第一方面提供了一种粘结剂组合物,包括聚合物和增塑剂,所述聚合物包括不饱和聚酯结构单元和饱和聚酯结构单元,所述饱和聚酯结构单元包含下式(1)、式(2)、式(4)和式(5)所示的结构单元,所述不饱和聚酯结构单元包含式(3)和式(6)所示的结构单元:
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其中,R1和R2各自独立选自氢、取代或未取代的C1~6烷基;
x、y、z、m、n、q各自独立的为正整数。
由此,本申请粘结剂组合物采用同时含有6种特定结构单元的聚合物作为树脂基体,通过6种特定结构单元的协同配合,使粘结剂组合物具有高弹态流动性适中的特点,同时通过增塑剂的作用来降低粘结剂组合物的玻璃化转变温度Tg。低温或常温下,粘结剂组合物处于玻璃态,链段冻结,只能发生少量链段(支链,侧基)的振动,而加热条件下,温度超过玻璃化转变温度Tg,粘结剂组合物转变为高弹态,链段解冻,链段发生自由运动,形成高弹态的流动性。在界面分子间相互作用产生的分子间作用力(其包括非共价键、分子间氢键、取向力等)的作用下,可以自由运动的分子链段在界面迁移重排,加强电解液在粘结剂组合物中分子之间的润湿和扩散,修补界面损伤,实现粘结功能的自修复。
聚合物的结构差异决定了粘结剂组合物高弹态流动性的差异,本申请通过该6种特定结构单元的协同配合,形成特定结构骨架的聚合物作为树脂基体,从而使得该粘结剂组合物在一定温度下具有特定的高弹态流动性,这种高弹态流动性不会过强或过弱,非常合适地可以用于电池极片裂纹的修复。而且由于增塑剂的作用,本申请的粘结剂组合物可获得更低的自修复温度。
本申请提供的粘结剂组合物,通过增塑剂和含有6种特定结构单元的聚合物的组合,使得粘结剂能够在较低的加热温度下由玻璃态转变为高弹态,而处于高弹态的聚合物链段可自由运动,当该粘结剂组合物被添加至电池极片膜层时,活性材料与聚合物界面处或者集流体与聚合物界面处,由于分子间作用力的作用,可以自由运动的聚合物链段在界面重排,修补界面损伤,加强电解液在粘结剂组合物中分子之间的润湿和扩散,形成自修复,从而使得电池极片在该粘结剂组合物的自修复作用下逐渐缓解裂纹的开裂程度,再次提高电池容量,延长电池的循环寿命,提升电池的安全性能。
进一步,上述粘结剂中含有大量的极性官能团,例如-OH、CO和C-O-CO等,这些极性官能团中的孤对电子与被修改目标上-H的未占据轨道之间可形成强的相互作用,增强界面接触。
在本申请的一些实施方式中,式(1)所示的结构单元在所述聚合物的分子中的摩尔百分占比为16%~24%,可选为18%~22%;
式(2)所示的结构单元在所述聚合物的分子中的摩尔百分占比为6%~14%,可选为8%~12%;
式(3)所示的结构单元在所述聚合物的分子中的摩尔百分占比为6%~14%,可选为8%~12%;
式(4)所示的结构单元在所述聚合物的分子中的摩尔百分占比为26%~34%,可选为28%~32%;
式(5)所示的结构单元在所述聚合物的分子中的摩尔百分占比为6%~14%,可选为8%~12%;
式(6)所示的结构单元在所述聚合物的分子中的摩尔百分占比为16%~24%,可选为18%~22%。
在本申请的一些实施方式中,所述聚合物的重均分子量为50×104~80×104,可选为50×104~60×104。
在本申请的一些实施方式中,所述聚合物为直链聚合物。
在本申请的一些实施方式中,所述聚合物的最高占据分子轨道HOMO能级为-7~-6。
在本申请的一些实施方式中,所述增塑剂为磷酸酯类增塑剂,可选地,所述磷酸酯类增塑剂包括磷酸三甲苯酯、磷酸甲苯二苯酯、磷酸二苯一辛酯、磷酸三(2-乙基已基)酯中的一种或多种。
在本申请的一些实施方式中,所述聚合物在所述粘结剂组合物中的质量百分含量为95%~98% ,和/或,
所述增塑剂在所述粘结剂组合物中的质量百分含量为2%~5%。
在本申请的一些实施方式中,所述粘结剂组合物的玻璃化转变温度Tg为-60℃至-100℃。
本申请的第二方面还提供一种粘结剂组合物的制备方法,包括以下步骤:
在溶剂和催化剂存在以及惰性气体保护的条件下,使如下式A、式B、式C、式D和式E所示的单体按比例进行共酯化聚合反应,得到反应产物;以及
向冷却后的所述反应产物中加入增塑剂,在真空条件下加热,得到粘结剂组合物;
,其中,式B中R1和R2各自独立选自氢、取代或未取代的C1~6烷基。
本申请的第三方面还提供一种电极极片,包括集流体以及设置在所述集流体至少一个表面的膜层,所述膜层包括本申请第一方面的粘结剂组合物或本申请第二方面的制备方法制备得到的粘结剂组合物。
由此,电池极片在所述粘结剂组合物的自修复作用下逐渐缓解裂纹的开裂程度,再次提高电池容量,延长电池的循环寿命,提升电池的安全性能。而且由于该粘结剂组合物的玻璃化转变温度Tg较低,电池极片需要自修复的温度也相应较低,不会对电池的其他性能造成不利影响。
在本申请的一些实施方式中,所述膜层包括活性材料层,所述活性材料层包括所述粘结剂组合物,
可选地,所述活性材料层为正极活性材料层,所述粘结剂组合物在所述正极活性材料层中的质量百分含量为0.5%~1.5%,
可选地,所述活性材料层为负极活性材料层,所述粘结剂组合物在所述负极活性材料层中的质量百分含量为0.5%~2%。
本申请的第四方面还提供一种二次电池,包括本申请的第一方面的粘结剂组合物以及本申请的第三方面的电池极片。
本申请的第五方面提供一种用电装置,包括本申请的第一方面的粘结剂组合物以及本申请的第四方面的二次电池中的至少一种。
本申请的用电装置包括本申请提供的二次电池,因而至少具有与所述二次电池相同的优势。
本申请的一个或多个实施例的细节在下面的附图和描述中提出。本申请的其他特征、目的和优点将从说明书、附图以及权利要求书变得明显。
附图说明
为了更好地描述和说明本申请提供的实施例或示例,可以参考一幅或多幅附图。用于描述附图的附加细节或示例不应当被认为是对所公开的申请、目前描述的实施例或示例以及目前理解的这些申请的最佳模式中的任何一者的范围的限制。而且在全部附图中,用相同的附图标号表示相同的部件。在附图中:
图1为本申请一实施方式的电池单体的示意图。
图2为图1所示的本申请一实施方式的电池单体的分解图。
图3为本申请一实施方式的电池模块的示意图。
图4为本申请一实施方式的电池包的示意图。
图5为图4所示的本申请一实施方式的电池包的分解图。
图6为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为本申请一实施方式的结剂组合物的红外光谱图。
附图标记说明:
1电池包;2上箱体;3下箱体;4电池模块;5电池单体;51壳体;52电极组件;53盖板;6用电装置。
具体实施方式
以下,适当地参照附图详细描述了本申请的粘结剂组合物、负极极片、二次电池和用电装置的一些实施方式。但是会有省略非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”可以采用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,任一个端值可以独立地被包括或不被包括,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,且如果还列出了最大范围值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,则相当于列出了该参数为例如整数2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12等。比如,当表述某个参数为选自“2-10”的整数,相当于列出了整数2、3、4、5、6、7、8、9和10。
本申请中涉及“多个”、“多种”等,如无特别限定,指在数量上大于2或等于2。例如,“一种或多种”表示一种或大于等于两种。
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。
在本文中提及“实施例”意味着,结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例或实施方式中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例,也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是,本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。在本文中提及的“实施方式”具有类似理解。
本领域技术人员可以理解,在各实施方式或实施例的方法中,各步骤的撰写顺序并不意味着严格的执行顺序而对实施过程构成任何限定,各步骤的详细执行顺序应当以其功能和可能的内在逻辑确定。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。
在本申请中,以“含有”、“包含”、“包括”等词语描述的开放式技术特征或技术方案中,如无其他说明,不排除所列成员之外的额外成员,可视为既提供了由所列成员构成的封闭式特征或方案,还提供了在所列成员之外还包括额外成员的开放式特征或方案。例如,A包括a1、a2和a3,如无其他说明,可以还包括其他成员,也可以不包括额外成员,可视为既提供了“A由a1、a2和a3组成”的特征或方案,还提供了“A不仅包括a1、a2和a3,还包括其他成员”的特征或方案。在本申请中,如无其他说明,A(如B),表示B为A中的一种非限制性示例,可以理解A不限于为B。
在本申请中,“可选地”、“可选的”、“可选”,指可有可无,也即指选自“有”或“无”两种并列方案中的任一种。如果一个技术方案中出现多处“可选”,如无特别说明,且无矛盾之处或相互制约关系,则每项“可选”各自独立。
综上背景所述,电池在循环过程中极片产生裂纹从而导致电池性能下降,引起安全隐患。相关技术报道具有熔融重组特性的导电聚合物可实现对电池极片的自修复,但相关导电聚合物的熔点过高,导致电池极片需要自修复的温度过高,容易对电池极片中的活性物质结构造成破坏,并会引起电池中的电解液分解产生副产物,从而对电池造成不可逆的损伤。
为此,本申请实施方式的第一方面,提供一种粘结剂组合物,包括聚合物和增塑剂,所述聚合物包括不饱和聚酯结构单元和饱和聚酯结构单元,所述饱和聚酯结构单元包含下式(1)、式(2)、式(4)和式(5)所示的结构单元,所述不饱和聚酯结构单元包含式(3)和式(6)所示的结构单元:
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其中,R1和R2各自独立选自氢、取代或未取代的C1~6烷基;
x、y、z、m、n、q各自独立的为正整数。
上述包含6种特定结构单元的聚合物在增塑剂的作用下,可以获得较低的玻璃化转变温度Tg,可在较低的加热温度下,由玻璃态转变为高弹态,发生聚合物链段迁移重排,修补界面损伤,加强电解液在粘结剂组合物中分子之间的润湿和扩散,修补界面损伤,实现粘结功能的自修复。
需要说明的是,上述“取代”是指被取代基团中的一个或多个氢原子被取代基所取代。 上述“取代或未取代”表示所定义的官能团可以被取代,也可以不被取代。取代基选自卤素,具体为F、Cl、Br和I。当官能团上的取代基的个数大于1时,各取代基可以相同或不同。进一步地,可理解地,C1~6烷基可以包括直链烷基、支链烷基,具体是指包含1~6个碳原子的烷基,每次出现时,可以互相独立地为C1烷基、C2烷基、C3烷基、C4烷基、C5烷基或C6烷基。C1~6烷基的具体实例包括但不限于,甲基、乙基、正丙基、异丙基、1-丁基(n-Bu、n-丁基、-CH2CH2CH2CH3)、2-甲基-1-丙基(i-Bu、i-丁基、-CH2CH(CH3)2)、2-丁基(s-Bu、s-丁基、-CH(CH3)CH2CH3)、2-甲基-2-丙基(t-Bu、t-丁基、-C(CH3)3)、1-戊基(n-戊基、-CH2CH2CH2CH2CH3)、2-戊基(-CH(CH3)CH2CH2CH3)、3-戊基(-CH(CH2CH3)2)、2-甲基-2-丁基(-C(CH3)2CH2CH3)、3-甲基-2-丁基(-CH(CH3)CH(CH3)2)、3-甲基-1-丁基(-CH2CH2CH(CH3)2)、2-甲基-1-丁基(-CH2CH(CH3)CH2CH3)、1-己基(-CH2CH2CH2CH2CH2CH3)、2-己基(-CH(CH3)CH2CH2CH2CH3)、3-己基(-CH(CH2CH3)(CH2CH2CH3))、2-甲基-2-戊基(-C(CH3)2CH2CH2CH3)、3-甲基-2-戊基(-CH(CH3)CH(CH3)CH2CH3)、4-甲基-2-戊基(-CH(CH3)CH2CH(CH3)2)、3-甲基-3-戊基(-C(CH3)(CH2CH3)2)、2-甲基-3-戊基(-CH(CH2CH3)CH(CH3)2)、2,3-二甲基-2-丁基(-C(CH3)2CH(CH3)2)、3,3-二甲基-2-丁基(-CH(CH3)C(CH3)3。
在一些实施方式中,R1和R2均为甲基。
在一些实施方式中,式(1)所示的结构单元在所述聚合物的分子中的摩尔百分占比为16%~24%,可选为18%~22%。可理解地,式(1)所示的结构单元在所述聚合物的分子中的摩尔百分占比可以包括但不限于16%、17%、18%、19%、20%、21%、22%、23%、24%以及它们之间的任意值。式(1)所示的结构单元的摩尔百分占比在该范围内,可进一步提升粘结剂组合物的修复效果。
在一些实施方式中,式(2)所示的结构单元在所述聚合物的分子中的摩尔百分占比为6%~14%,可选为8%~12%;可理解地,式(2)所示的结构单元在所述聚合物的分子中的摩尔百分占比可以包括但不限于6%、7%、8%、9%、10%、11%、12%、13%、14%以及它们之间的任意值。式(2)所示的结构单元的摩尔百分占比在该范围内,可进一步提升粘结剂组合物的修复效果。
在一些实施方式中,式(3)所示的结构单元在所述聚合物的分子中的摩尔百分占比为6%~14%,可选为8%~12%;可理解地,式(1-3)所示的结构单元在所述聚合物的分子中的摩尔百分占比可以包括但不限于6%、7%、8%、9%、10%、11%、12%、13%、14%以及它们之间的任意值。式(3)所示的结构单元的摩尔百分占比在该范围内,可进一步提升粘结剂组合物的修复效果。
在一些实施方式中,式(4)所示的结构单元在所述聚合物的分子中的摩尔百分占比为26%~34%,可选为28%~32%;可理解地,式(4)所示的结构单元在所述聚合物的分子中的摩尔百分占比可以包括但不限于26%、27%、28%、29%、30%、31%、32%、33%、34%以及它们之间的任意值。式(4)所示的结构单元的摩尔百分占比在该范围内,可进一步提升粘结剂组合物的修复效果。
在一些实施方式中,式(5)所示的结构单元在所述聚合物的分子中的摩尔百分占比为6%~14%,可选为8%~12%;可理解地,式(5)所示的结构单元在所述聚合物的分子中的摩尔百分占比可以包括但不限于6%、7%、8%、9%、10%、11%、12%、13%、14%以及它们之间的任意值。式(5)所示的结构单元的摩尔百分占比在该范围内,可进一步提升粘结剂组合物的修复效果。
在一些实施方式中,式(6)所示的结构单元在所述聚合物的分子中的摩尔百分占比为16%~24%,可选为18%~22%;可理解地,式(6)所示的结构单元在所述聚合物的分子中的摩尔百分占比可以包括但不限于16%、17%、18%、19%、20%、21%、22%、23%、24%以及它们之间的任意值。式(6)所示的结构单元的摩尔百分占比在该范围内,可进一步提升粘结剂组合物的修复效果。
在一些实施方式中,式(1)所示的结构单元在所述聚合物的分子中的摩尔百分占比为16%~24%,可选为18%~22%;式(2)所示的结构单元在所述聚合物的分子中的摩尔百分占比为6%~14%,可选为8%~12%;式(3)所示的结构单元在所述聚合物的分子中的摩尔百分占比为6%~14%,可选为8%~12%;式(4)所示的结构单元在所述聚合物的分子中的摩尔百分占比为26%~34%,可选为28%~32%;式(5)所示的结构单元在所述聚合物的分子中的摩尔百分占比为6%~14%,可选为8%~12%;式(6)所示的结构单元在所述聚合物的分子中的摩尔百分占比为16%~24%,可选为18%~22%。这些实施方式的粘结剂组合物具有更佳的修复效果。
可以采用本领域公知的方法测定聚合物的结构及其包含的结构单元的含量,例如核磁共振波谱法。核磁共振波谱法是研究处于强磁场中的原子核对射频辐射的吸收,它是对各种有机和无机物的成分、结构进行定性分析的最强有力的工具之一,有时亦可进行定量分析。同时还可以结合可通过红外图谱,例如可通过傅里叶变换红外光谱仪FTIR测试,红外辐射与物质分子振动或转动的相互作用,通过记录试样的红外吸收光谱进行结构分析。进一步还可以结合热解重量分析法和气相色谱-质谱进行分析。
在一些实施方式中,聚合物的重均分子量为50×104~80×104,可选为50×104~60×104。可理解地,聚合物的重均分子量可以包括但不限于50×104、51×104、53×104、55×104、57×104、59×104、60×104、61×104、63×104、65×104、67×104、69×104、70×104、71×104、73×104、75×104、77×104、79×104、80×104。所述聚合物的重均分子量在该范围内,可以进一步提升粘结剂的自修复能力,对电池极片裂纹的修复效果更佳。
聚合物的重均分子量具有本领域公知的含义,可以采用本领域公知的仪器及方法进行测定,例如可根据ASTM D 1439-03测定其水溶液的粘度,由标准聚合物水溶液的粘度估计分子量。根据一种方法,可使用粘度由下式来估计聚合物的分子量:
η [Pa S]=8. 91×10-4+ 1. 30 × 10-5cMw 0.9+5. 33 ×10-8c2Mw 1.8+4. 60×10- 15c4.34Mw 3.91,其中η是粘度,c是聚合物的浓度,Mw是分子量,正如Kulicke 在Polymer,第37卷,第13 期,第2723-2731 页,1996 中所述。
在一些实施方式中,聚合物为直链聚合物,直链聚合物更有利于被修复目标结构的快速恢复和粘附性保持。
在一些实施方式中,聚合物的最高占据分子轨道HOMO能级为-7~-6。聚合物的最高占据分子轨道HOMO能级在该范围,在电池循环充放电过程中,粘结剂可在电解质被氧化之前被氧化,从而在电极表面形成CEI膜或SEI膜,增强活性材料结构稳定性以及提高电池循环稳定性。
本申请的第二方面,提供一种上述任一实施方式的粘结剂组合物的制备方法,包括以下步骤:
在溶剂和催化剂存在以及惰性气体保护的条件下,使如下式A、式B、式C、式D和式E所示的单体按比例进行共酯化反应;以及
向冷却后的反应产物中加入增塑剂,在真空条件下加热,得到粘结剂组合物;
,其中,式B中R1和R2各自独立选自氢、取代或未取代的C1~6烷基。
可选地,催化剂包括但不限于四甲基酞酸酯、钛酸异丙酯、钛酸四异丙酯、钛酸正丁酯、双(乙酰乙酸乙酯) 钛酸二异丙酯等酞酸酯以及它们的组合物。
可选地,溶剂包括但不限于丙酮、氯仿、二氯甲烷、四氯化碳以及它们的组合物。
可选地,在一些实施方式中,共酯化反应是在溶剂、稳定剂和催化剂存在以及惰性气体保护的条件下进行的。稳定剂的具体示例可列举对苯二酚。
可选地,惰性气体为氮气。
可选地,共酯化聚合反应的温度为170℃~190℃,共酯化聚合反应的时间为1.5h~3h。
在一些实施方式中,上述聚合物的制备方法进一步还包括,将共酯化聚合反应产物进行提纯的步骤。可选地,提纯步骤包括重结晶、过滤、洗涤和干燥步骤中的一种或多种。
在一些具体实施方式中,提纯步骤包括:用溶剂将共酯化聚合反应产物溶解,除去未反应的单体和低聚物,再加入过量冷甲醇沉淀、过滤、洗涤和干燥。
在一些实施方式中,增塑剂为磷酸酯类增塑剂。选用磷酸酯类增塑剂和上述聚合物组合,可使粘结剂组合物获得更佳的修复效果。磷酸酯类增塑剂的种类不作特别限制,可选地,所述磷酸酯类增塑剂包括磷酸三甲苯酯、磷酸甲苯二苯酯、磷酸二苯一辛酯、磷酸三(2-乙基已基)酯中的一种或多种。
在一些实施方式中,聚合物在粘结剂组合物中的质量百分含量为95%~98%。聚合物在粘结剂组合物中质量百分含量在该范围内,修复效果更佳。
在一些实施方式中,增塑剂在粘结剂组合物中的质量百分含量为2%~5%。增塑剂在粘结剂组合物中质量百分含量在该范围内,具有更合适的粘度,更有利于对电池极片裂纹的修复且不会对电池的其他性能产生负面影响。
在一些实施方式中,聚合物在粘结剂组合物中的质量百分含量为95%~98%,增塑剂在粘结剂组合物中的质量百分含量为2%~5%。
在一些实施方式中,所述粘结剂组合物的玻璃化转变温度Tg为-30℃至-70℃。
粘结剂组合物的玻璃化转变温度Tg为本领域公知的含义,可以用本领域公知的仪器及方法进行测定。例如可依据标准ISO 11357-2-2013,利用差示扫描量热法DSC进行测定。
本申请实施方式的第二方面,还提供一种电池极片,集流体以及设置在集流体至少一个表面的活性材料层,该活性材料层包括上述任一实施方式的粘结剂组合物。
在一些实施方式中,活性材料层为正极活性材料层,粘结剂组合物在正极活性材料层中的质量百分含量为0.5%~1.5%,可选为0.8%~1.2%。在另一些实施方式中,活性材料层为负极活性材料层,粘结剂组合物在负极活性材料层中的质量百分含量为0.5%~2%。粘结剂组合物在活性材料层中的质量百分含量在该范围内,具有更佳的修复效果且不会对电池的其他性能产生负面影响。
进一步地,活性材料层还包括活性材料和导电剂。
活性材料中各成分的质量百分含量为本领域公知的含义,可以用本领域公知的仪器及方法进行测定。例如,可以采用酸洗过滤的方法测得粘结剂组合物部分的占比,余下固相采用高温超声方法分离,多次静置加去除上层悬浮液可粗略计算导电剂和活性材料占比。
所述电池极片可以是正极极片,也可以是负极极片,活性材料层可以是正极活性材料层,也可以是负极或活性材料层。
另外,以下适当参照附图对本申请的二次电池和用电装置进行说明。
通常情况下,二次电池包括正极极片、负极极片、电解质和隔离膜。在电池充放电过程中,活性离子在正极极片和负极极片之间往返嵌入和脱出。电解质在正极极片和负极极片之间起到传导离子的作用。隔离膜设置在正极极片和负极极片之间,主要起到防止正负极短路的作用,同时可以使离子通过。该二次电池包括上述任一实施方式的粘结剂组合物。该粘结剂组合物存在于正极极片和负极极片中的至少一者中。
正极极片
正极极片包括正极集流体以及设置在正极集流体至少一个表面的正极活性材料层,正极活性材料层包括正极活性材料,在一些实施方式中还可以进一步包括本申请第一方面的粘结剂组合物。
作为非限制性示例,正极集流体具有在其自身厚度方向相对的两个表面,正极活性材料层设置在正极集流体相对的两个表面的其中任意一者或两者上。
在其中一些实施例中,正极集流体可采用金属箔片或复合集流体。例如,作为金属箔片,可采用铝箔。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层至少一个表面上的金属层。复合集流体可通过将金属材料形成在高分子材料基材上而获得。所述正极集流体中,该金属材料的非限制性示例可以包括铝、铝合金、镍、镍合金、钛、钛合金、银及银合金等中的一种或多种。所述正极集流体中,该高分子材料基材的非限制性示例可以包括聚丙烯(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)等基材中的一种或多种。
在其中一些实施例中,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。作为非限制性示例,正极活性材料可包括以下材料中的一种或多种: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、锂锰氧化物、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、锂镍钴铝氧化物及其改性化合物等中的一种或多种。橄榄石结构的含锂磷酸盐的非限制性示例可包括但不限于磷酸铁锂、磷酸铁锂与碳的复合材料、磷酸锰锂、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一种或多种。锂钴氧化物的非限制性示例可以包括LiCoO2;锂镍氧化物的非限制性示例可以包括LiNiO2;锂锰氧化物的非限制性示例可以包括LiMnO2、LiMn2O4等;锂镍钴锰氧化物的非限制性示例可以包括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)等。锂镍钴铝氧化物的非限制性示例可以包括LiNi0.85Co0.15Al0.05O2。
在其中一些实施例中,正极活性材料层还可选地包括除本申请第一方面的粘结剂以外的第二粘结剂。作为非限制性示例,第二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一种或多种。
在其中一些实施例中,正极活性材料层还可选地包括导电剂。作为非限制性示例,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一种或多种。
在其中一些实施例中,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、粘结剂组合物和任意其他的组分分散于溶剂中,形成正极浆料;将正极浆料涂覆在正极集流体的至少一侧表面上,经烘干、冷压等工序后,即可得到正极极片。溶剂的种类可以选自但不限于前述实施方式中的任一种,例如N-甲基吡咯烷酮(NMP)。正极浆料所涂覆的正极集流体表面可以为正极集流体的单个表面上,也可以为正极集流体的两个表面上。正极浆料所涂覆的正极集流体表面可以为正极集流体的单个表面上,也可以为正极集流体的两个表面上。正极浆料的固含量可以为40wt%~80wt%。正极浆料在室温下的粘度可以调整到5000-25000mPa·s。涂覆正极浆料时,以干重计(扣除溶剂)的涂布单位面密度可以为15-35 mg/cm2。正极极片的压实密度可以为3.3~3.5 g/cm3。
负极极片
负极极片包括负极集流体以及设置在负极集流体至少一个表面上的负极活性材料层,负极活性材料层包括负极活性材料,在一些实施方式中还可以进一步包括本申请第一方面的粘结剂组合物。
作为非限制性示例,负极集流体具有在其自身厚度方向相对的两个表面,负极活性材料层设置在负极集流体相对的两个表面中的任意一者或两者上。
在其中一些实施例中,负极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形成在高分子材料基材上而获得。所述负极集流体中,该金属材料的非限制性示例可以包括铜、铜合金、镍、镍合金、钛、钛合金、银及银合金等中的一种或多种。所述负极集流体中,该高分子材料基材的非限制性示例可以包括聚丙烯(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)等基材中的一种或多种。
在其中一些实施例中,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。作为非限制性示例,负极活性材料可包括以下材料中的一种或多种: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。硅基材料可以包括单质硅、硅氧化合物、硅碳复合物、硅氮复合物以及硅合金中的一种或多种。锡基材料可以包括单质锡、锡氧化合物以及锡合金中的一种或多种。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。
在其中一些实施例中,负极活性材料层还可选地包括除本申请第一方面的粘结剂组合物以外的第三粘结剂。第三粘结剂可以包括丁苯橡胶(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)中的一种或多种。
在其中一些实施例中,负极活性材料层还可选地包括导电剂。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一种或多种。
在其中一些实施例中,负极活性材料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。
在其中一些实施例中,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、粘结剂组合物和任意其他组分分散于溶剂(溶剂的非限制性示例如去离子水)中,形成负极浆料;将负极浆料涂覆在负极集流体的至少一侧表面上,经烘干、冷压等工序后,即可得到负极极片。负极浆料所涂覆的负极集流体表面可以为负极集流体的单个表面上,也可以为负极集流体的两个表面上。负极浆料的固含量可以为40wt%~60wt%。负极浆料在室温下的粘度可以调整到2000-10000mPa·s。涂覆负极浆料时,以干重计(扣除溶剂)的涂布单位面密度可以为75-220 g/m2。负极极片的压实密度可以为1.5 g/cm3~ 1.6 g/cm3。
电解质
电解质具有在正极极片和负极极片之间传导离子的作用。本申请对电解质的种类没有特别的限制,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。
在其中一些实施例中,电解质采用电解液。电解液包括电解质盐和溶剂。
在其中一些实施例中,电解质盐可以包括六氟磷酸锂(LiPF6)、四氟硼酸锂(LiBF4)、高氯酸锂(LiClO4)、六氟砷酸锂(LiAsF6)、双氟磺酰亚胺锂(LiFSI)、双三氟甲磺酰亚胺锂(LiTFSI)、三氟甲磺酸锂(LiTFS)、二氟磷酸锂(LiPO2F2)、二氟草酸硼酸锂(LiDFOB)、二草酸硼酸锂(LiBOB)、二氟二草酸磷酸锂(LiDFOP)及四氟草酸磷酸锂(LiTFOP)中的一种或多种。
在其中一些实施例中,溶剂可以包括碳酸乙烯酯(EC,)、碳酸丙烯酯(PC,)、碳酸甲乙酯(EMC)、碳酸二乙酯(DEC)、碳酸二甲酯(DMC)、碳酸二丙酯(DPC)、碳酸甲丙酯(MPC)、碳酸乙丙酯(EPC)、碳酸乙烯酯(/>)、氟代碳酸乙烯酯(FEC)、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一种或多种。
在其中一些实施例中,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。
在一些实施方式中,电解液中的添加剂可以包括但不限于氟代碳酸乙烯酯(FEC)、二氟碳酸乙烯酯(DFEC)、三氟甲基碳酸乙烯酯(TFPC)等中的一种或多种。
隔离膜
在其中一些实施例中,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。
在其中一些实施例中,隔离膜的材质可以包括玻璃纤维、无纺布、聚乙烯、聚丙烯及聚偏二氟乙烯中的一种或多种。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,所述隔离膜的厚度为6-40μm,可选为12-20 μm。
在其中一些实施例中,正极极片、负极极片和隔离膜可通过卷绕工艺或叠片工艺制成电极组件。
在其中一些实施例中,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。
在其中一些实施例中,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,进一步地,塑料的非限制性示例可以包括聚丙烯、聚对苯二甲酸丁二醇酯以及聚丁二酸丁二醇酯等中的一种或多种。
二次电池中包括至少一个电池单体。二次电池可以包括1个或多个电池单体。
在本申请中,如无其他说明,“电池单体”指能够实现化学能和电能相互转化的基本单元,进一步地,通常而言至少包括正极极片、负极极片和电解质。在电池充放电过程中,活性离子在正极极片和负极极片之间往返嵌入和脱出。电解质在正极极片和负极极片之间起到传导活性离子的作用。
本申请对电池单体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电池单体5。
在其中一些实施例中,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能够盖设于开口,以封闭容纳腔。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封装于容纳腔内。电解液浸润于电极组件52中。电池单体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实际需求进行选择。
二次电池可以为电池模块4或电池包1。
电池模块包括至少一个电池单体。电池模块所含电池单体的数量可以为一个或多个,本领域技术人员可根据电池模块的应用和容量选择合适的数量。
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,多个电池单体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电池单体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,多个电池单体5容纳于该容纳空间。
在其中一些实施例中,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,本领域技术人员可根据电池包的应用和容量选择合适的数量。
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,用电装置包括本申请提供的二次电池。二次电池可以用作用电装置的电源,也可以用作用电装置的能量存储单元。用电装置可以包括移动设备、电动车辆、电气列车、船舶及卫星、储能系统等,但不限于此。其中,移动设备例如可以是手机、笔记本电脑等;电动车辆例如可以是纯电动车、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,但不限于此。
作为用电装置,可以根据其使用需求来选择二次电池。
图6是作为一个示例的用电装置6。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。
以下涉及的英文缩写的含义:
POD表示1,3-丙二醇,CAS号为504-63-2;
BOD表示1,4-丁二醇,CAS号为110-63-4;
IA表示亚甲基丁二酸,CAS号为97-65-4;
SuA表示丁二酸,CAS号为110-15-6;
SeA表示葵二酸,CAS号为111-20-6。
一、制备实施例
制备实施例1
将POD、BOD、IA、SuA、SeA按照1:1:1:1:1的摩尔比加入三口烧瓶中进行共酯化反应,再加入溶剂三氯甲烷、催化剂四甲基酞酸酯、稳定剂对苯二酚,吹入N2并油浴加热至180℃维持2h,将产物溶于三氯甲烷除去未反应的单体和低聚物,再加入过量冷甲醇来沉淀产物,过滤洗涤干燥得到目标聚合物。
在目标聚合物中加入磷酸三(2-乙基已基)酯,缓慢加热至220℃,并抽真空反应4h后冷却至室温,得到粘结剂组合物。
上述粘结剂组合物中目标聚合物和增塑剂磷酸三(2-乙基已基)酯的质量比为96.5:3.5。
上述目标进行红外光谱测试,其红外光谱图如图7所示,图7中显示在800cm-1左右为-C=C-H基团的平面外弯曲振动,1040-1100cm-1之间为C-O基团,1150cm-1附近为C-O-C=O官能团,1727cm-1为C=O基团,2931cm-1为-CH2基团。
制备实施例2~14
制备实施例2~14的制备方法与制备实施例1相似。不同之处在于:调整了5种原料单体摩尔比、聚合物含量、增塑剂种类以及增塑剂含量等相关参数,具体参数详见下表1。
制备对比例1
制备对比例1的制备方法与制备实施例1相似。不同之处在于:省略单体POD。
制备对比例2
制备对比例2的制备方法与制备实施例1相似。不同之处在于:省略单体BOD。
制备对比例3
制备对比例3的制备方法与制备实施例1相似。不同之处在于:省略单体IA。
制备对比例4
制备对比例4的制备方法与制备实施例1相似。不同之处在于:省略单体SuA。
制备对比例5
制备对比例5的制备方法与制备实施例1相似。不同之处在于:省略单体SeA。
二、应用实施例
实施例1
1)正极极片的制备
将正极活性材料NCM622、导电炭黑SP及制备实施例1的组合物按照重量比98:1:1分散至溶剂NMP中进行混合均匀,得到正极浆料;将正极浆料均匀涂布于正极集流体铝箔的双侧表面上,经烘干、冷压后,得到正极极片,该正极极片涂布宽度为42mm,正极材料涂布面密度为20mg/cm2。
2)负极极片的制备
将负极活性材料石墨、导电剂炭黑SP、增稠剂羧甲基纤维素钠、粘接剂丁苯橡胶,按照质量比96.5:1.5:1:1进行混合,加入去离子水,在真空搅拌机作用下获得固含量为60%的负极浆料;将负极浆料均匀涂覆在铜箔的双侧表面上;将铜箔在室温晾干后转移至120℃烘箱干燥1h,然后过冷压、分切得到负极片,其中涂布宽度为51mm,涂布面密度为12mg/cm2。
3)隔离膜
选用12μm厚的聚丙烯隔离膜。
4)电解液的制备
有机溶剂为含有碳酸乙烯酯和碳酸二乙酯的混液,其中,两者的体积比为3:7。在含水量<10ppm的氩气气氛手套箱中,将充分干燥的锂盐LiPF6溶解于有机溶剂中,混合均匀,获得电解液。其中,锂盐的浓度为1mol/L。
5)电池的制备
将正极片、隔离膜、负极片按顺序叠好,使隔离膜处于正、负极片之间起到隔离的作用,再卷绕成方形的裸电芯后,装入铝塑膜,然后在80℃下烘烤除水后,注入10g相应的非水电解液、封口,经静置、热冷压、化成、夹具、分容等工序后,得到容量为96mAh的成品电池。
实施例2~14的二次电池和对比例1-5的二次电池与实施例1的二次电池制备方法相似,但是使用对应的制备实施例和制备对比例的粘结剂组合物。
实施例15~ 20
实施例15~20的二次电池与实施例1的二次电池制备方法相似,且均使用制备实施例1的粘结剂组合物,不同之处在于:调整了粘结剂组合物在正极活性材料层中的质量百分含量,具体参见表2。正极活性材料层即正极极片涂布干燥后形成的膜层,具体包括正极活性材料NCM622、导电炭黑SP和粘结剂组合物。
三、测试方法
1、玻璃化转变温度Tg
依据标准ISO 11357-2-2013,利用差示扫描量热法DSC,-80℃到150℃,氮气保护,氮气流量严格控制在20ml/min;第一圈升温速度10℃/min,降温速度20℃/min;第二圈升温速度10℃/min;取第二圈升温过程中的温度峰值作为玻璃化转化温度。
2、二次电池性能测试
循环测试温度为25℃,分别采用不同充放电倍率(0.5C/1C/2C),进行循环容量测试。循环200圈后将待测电芯置于40℃搁置2h,再继续循环容量测试。此时容量保持率规定为修复后容量保持率。
具体的循环容量测试步骤如下:
将上述制备的各二次电池在25℃下以1/3C的恒定电流充电至4.4V,之后以4.4V恒压充电至电流降到0.05C,再以1/3C的恒定电流放电至2.5V,得到首圈放电容量(Cd1);如此反复充放电至第n圈,得电池循环n圈后的放电容量,记为Cdn,并按照下式计算二次电池容量保持率:
容量保持率=循环n圈后的放电容量(Cdn)/首圈放电容量(Cd1)。
表2给出实施例1至20和对比例1~5的粘结剂组合物Tg和二次电池性能测试结果。
表1
注:表1中“单体摩尔比”是指POD:BOD:IA:SuA:SeA的比值;
表1中“聚合物含量”和“增塑剂含量”分别指聚合物在粘结剂组合物中的质量百分占比以及增塑剂在粘结剂组合物中的质量百分占比。
表2
注:表2中“粘结剂组合物含量”是指粘结剂组合物在正极活性材料层中的质量百分占比。
上文对各个实施例的描述倾向于强调各个实施例之间的不同之处,其相同或相似之处可以相互参考,为了简洁,本文不再赘述。
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 (15)
1.一种粘结剂组合物,其特征在于,包括聚合物和增塑剂,所述增塑剂为磷酸酯类增塑剂,所述聚合物包括不饱和聚酯结构单元和饱和聚酯结构单元,所述饱和聚酯结构单元包含下式(1)、式(2)、式(4)和式(5)所示的结构单元,所述不饱和聚酯结构单元包含式(3)和式(6)所示的结构单元:
、
、
、、
、
;
其中,R1和R2各自独立选自氢、取代或未取代的C1~6烷基;
x、y、z、m、n、q各自独立的为正整数;
式(1)所示的结构单元在所述聚合物的分子中的摩尔百分占比为16%~24%;
式(2)所示的结构单元在所述聚合物的分子中的摩尔百分占比为6%~14%;
式(3)所示的结构单元在所述聚合物的分子中的摩尔百分占比为6%~14%;
式(4)所示的结构单元在所述聚合物的分子中的摩尔百分占比为26%~34%;
式(5)所示的结构单元在所述聚合物的分子中的摩尔百分占比为6%~14%;
式(6)所示的结构单元在所述聚合物的分子中的摩尔百分占比为16%~24%。
2.根据权利要求1所述的粘结剂组合物,其特征在于,所述聚合物的重均分子量为50×104~80×104。
3.根据权利要求1所述的粘结剂组合物,其特征在于,所述聚合物的重均分子量为50×104 ~60×104。
4.根据权利要求1所述的粘结剂组合物,其特征在于,所述聚合物为直链聚合物。
5.根据权利要求1所述的粘结剂组合物,其特征在于,所述聚合物的最高占据分子轨道HOMO能级为-7~-6。
6.根据权利要求1所述的粘结剂组合物,其特征在于,所述粘结剂组合物应用于电极极片膜层中。
7.根据权利要求1所述的粘结剂组合物,其特征在于,所述磷酸酯类增塑剂包括磷酸三甲苯酯、磷酸甲苯二苯酯、磷酸二苯一辛酯、磷酸三(2-乙基已基)酯中的一种或多种。
8.根据权利要求1~7任一项所述的粘结剂组合物,其特征在于,所述聚合物在所述粘结剂组合物中的质量百分含量为95%~98%。
9.根据权利要求1~7任一项所述的粘结剂组合物,其特征在于,所述增塑剂在所述粘结剂组合物中的质量百分含量为2%~5%。
10.根据权利要求1~7任一项所述的粘结剂组合物,其特征在于,所述粘结剂组合物的玻璃化转变温度Tg为-30℃至-70℃。
11.一种如权利要求1~10任一项所述的粘结剂组合物的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
在溶剂和催化剂存在以及惰性气体保护的条件下,使如下式A、式B、式C、式D和式E所示的单体按比例进行共酯化聚合反应,得到反应产物;以及
向冷却后的所述反应产物中加入所述增塑剂,在真空条件下加热,得到粘结剂组合物;
,
其中,式B中R1和R2各自独立选自氢、取代或未取代的C1~6烷基。
12.一种电池极片,其特征在于,包括集流体以及设置在所述集流体至少一个表面的膜层,所述膜层包括如权利要求1~10任一项所述的粘结剂组合物或权利要求11所述的制备方法得到的粘结剂组合物。
13.根据权利要求12所述的电池极片,其特征在于,所述膜层包括活性材料层,所述活性材料层包括所述粘结剂组合物,
所述活性材料层为正极活性材料层,所述粘结剂组合物在所述正极活性材料层中的质量百分含量为0.5%~1.5%,和/或,
所述活性材料层为负极活性材料层,所述粘结剂组合物在所述负极活性材料层中的质量百分含量为0.5%~2%。
14.一种二次电池,其特征在于,包括权利要求 1~10中任一项所述粘结剂组合物以及权利要求12或13所述的电池极片。
15.一种用电装置,其特征在于,包括权利要求 1~10中任一项所述粘结剂组合物以及权利要求14所述的二次电池中的至少一种。
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