ES2952507T3 - Composición que comprende un copolímero tipo peine - Google Patents

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Megumu Takai
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Hiroshi Yonehara
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Abstract

La invención se refiere a una composición que comprende a) un polímero a) que comprende unidades polimerizadas de una N-vinil lactama, b) un copolímero tipo peine b) que tiene una estructura polimérica basada en un compuesto vinilaromático y un anhídrido carboxílico polimerizable etilénicamente insaturado, y que tiene al menos dos cadenas laterales de óxido de polialquileno, y c) un material a base de carbono. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Composición que comprende un copolímero tipo peine
La invención se refiere a una composición que comprende un polímero que comprende unidades polimerizadas de una N-vinil lactama y un polímero tipo peine. La invención se refiere, además, al uso de la composición como agente dispersante para un material a base de carbono, a un proceso de preparación de una dispersión de material a base de carbono y a una batería eléctrica recargable.
La patente europea EP 2296208 A se refiere a una composición para la producción de electrodos para una batería, en particular, una batería secundaria de litio. El presente documento se ocupa de la estabilización de una dispersión de material a base de carbono y de la mejora del rendimiento de la batería. Los inventores proponen la adición de al menos uno de un derivado de colorante orgánico, un derivado de antraquinona que tiene un grupo funcional básico y un derivado de triazina como agente dispersante para un material a base de carbono. Los ejemplos describen el uso de polivinilpirrolidona como aditivo para la preparación de dispersiones de negro de carbono.
El documento JP 2011070908 A se refiere a una dispersión líquida de un material eléctricamente conductor para la fabricación de una batería de iones de litio. La dispersión contiene un material eléctricamente conductor, un agente dispersante y un medio de dispersión. El agente dispersante es un polímero no iónico. Los polímeros preferidos son alcohol polivinílico, polivinilpirrolidona, resina de celulosa, óxido de polialquileno, polivinil acetal, polivinil éter, quitina, quitosano y almidón. Los ejemplos del medio de dispersión incluyen disolventes polares apróticos, tales como N-metil-2-pirrolidona, dimetilsulfóxido y dimetilformamida.
El documento JP 2015227406 A describe un líquido de dispersión de negro de carbono y una pasta de material de electrodo de batería de iones de litio que usa la dispersión. Los complejos de metales de ftalocianina se proponen como agentes dispersantes para el negro de carbono.
El documento TW 201347972 A describe una placa de cubierta de perforación dispuesta sobre un sustrato de metal. La placa de cubierta se pega al metal usando una composición de resina que incluye un copolímero tipo peine basado en un copolímero de estireno-anhídrido maleico y polivinilpirrolidona. El copolímero tipo peine se prepara, típicamente, mediante el injerto del copolímero de estireno-anhídrido maleico con el monometil éter de polietilen glicol o polipropilen glicol. El documento US 2014/332731 describe el uso de la polivinilpirrolidona como agente dispersante en una composición a base de nanotubos de carbono. El documento US 2010/099813 describe el uso del copolímero tipo peine como agente dispersante en pigmentos y composiciones de recubrimiento.
Existe una necesidad continua de agentes dispersantes mejorados para materiales a base de carbono que proporcionen una estabilización mejorada de las dispersiones de materiales a base de carbono y propiedades mejoradas de la batería, por ejemplo, una estabilidad del ciclo de carga-descarga mejorada, cuando se usen en la fabricación de baterías recargables.
La invención proporciona una composición que comprende
a) un polímero a) que comprende unidades polimerizadas de una N-vinil lactama,
b) un copolímero tipo peine b) que tiene una cadena principal de polímero basada en un compuesto vinil aromático y un anhídrido carboxílico polimerizable etilénicamente insaturado y que tiene al menos dos cadenas laterales de óxido de polialquileno, y
c) un material a base de carbono.
El polímero a) comprende unidades polimerizadas de una N-vinil lactama. Las unidades polimerizadas se refieren a N-vinil lactamas que han experimentado la polimerización del grupo vinilo etilénicamente insaturado. Los ejemplos de N-vinil lactamas adecuadas pueden tener anillos de 4, 5, 6 o 7 miembros, también denominadas beta, gamma, delta o épsilon lactamas. Los ejemplos preferidos incluyen N-vinilpirrolidona y N-vinilcaprolactama.
En una realización, el polímero a) es un copolímero de una N-vinil lactama y otros monómeros que tienen grupos polimerizables etilénicamente insaturados. Los ejemplos de otros monómeros incluyen ésteres de ácido acrílico y metacrílico, compuestos vinil aromáticos y vinil ésteres. En realizaciones preferidas, el polímero a) consiste en al menos el 50 %, más preferiblemente al menos el 80 %, en peso de unidades polimerizadas de N-vinil lactamas.
En una realización, el polímero a) comprende unidades polimerizadas de un tipo de N-vinil lactama. En otras realizaciones, el polímero a) comprende unidades polimerizadas de dos o más tipos diferentes de N-vinil lactamas. Se prefiere que el polímero a) comprenda o consista en unidades polimerizadas de N-vinilpirrolidona.
El peso molecular del polímero a) no está particularmente limitado. En algunas realizaciones, el peso molecular promedio en peso del polímero a) está en el intervalo de 2.000 a 500.000 g/mol, preferiblemente en el intervalo de 5.000 a 100.000 g/mol. Particularmente, se prefiere que el polímero a) tenga un peso molecular promedio en peso en el intervalo de 15.000 a 80.000 g/mol. Generalmente, el polímero a) es un polímero esencialmente lineal.
El peso molecular promedio en peso del polímero a) se puede determinar adecuadamente mediante cromatografía de permeación en gel (GPC, por sus siglas en inglés), usando metacrilato de polimetilo como patrón de calibración y N,N-dimetilacetamida como eluyente.
El copolímero tipo peine b) en la composición de la invención es un polímero tipo peine que tiene una cadena principal de polímero basada en un compuesto vinil aromático y un anhídrido carboxílico polimerizable etilénicamente insaturado y que tiene al menos dos cadenas laterales de óxido de polialquileno.
La cadena principal del polímero b), generalmente, es esencialmente lineal, es decir, se prepara mediante la polimerización de monómeros polimerizables etilénicamente insaturados que tienen un enlace polimerizable etilénicamente insaturado. Si así se desea, en la cadena principal del polímero b), pueden estar presentes pequeñas cantidades de ramificación, por ejemplo, mediante la inclusión de monómeros que tengan más de un enlace polimerizable etilénicamente insaturado.
La cadena principal de polímero del polímero tipo peine b) comprende unidades polimerizadas de un compuesto vinil aromático. Los ejemplos de compuestos vinil aromáticos adecuados incluyen estireno, vinil tolueno, vinilo xileno, vinil etilbenceno y mezclas de los mismos. La cadena principal de polímero del polímero tipo peine b) comprende, además, unidades polimerizadas de un anhídrido carboxílico polimerizable etilénicamente insaturado o de un ácido dicarboxílico polimerizable etilénicamente insaturado. Los ejemplos de monómeros adecuados incluyen anhídrido maleico, anhídrido itacónico, anhídrido citracónico, ácido fumárico, ésteres de los compuestos mencionados anteriormente y mezclas de los mismos. La cadena principal de polímero del polímero b) se puede preparar adecuadamente mediante la copolimerización de los dos tipos de monómeros descritos anteriormente. Si así se desea, se pueden incluir otros monómeros en la cadena principal de polímero del polímero b), por ejemplo, ácido acrílico o metacrílico, así como los ésteres del mismo. En una realización preferida, la cadena principal de polímero del polímero tipo peine b) es un copolímero de estireno y anhídrido maleico.
El polímero b) es un copolímero tipo peine. Un polímero tipo peine es un copolímero que tiene al menos dos cadenas laterales poliméricas unidas a la cadena principal de polímero. El polímero b) tiene al menos dos cadenas laterales de óxido de polialquileno unidas a la cadena principal de polímero. El copolímero tipo peine b), generalmente, tiene de dos a 100, preferiblemente de 2 a 50, más preferiblemente de 3 a 25, lo más preferiblemente de 4 a 12, cadenas laterales de óxido de polialquileno. Generalmente, las cadenas laterales de óxido de polialquileno son poliéteres basados en unidades polimerizadas de epóxidos u oxetanos. Típicamente, las cadenas laterales de óxido de polialquileno se basan en unidades polimerizadas de óxido de etileno, óxido de propileno, óxido de butileno y mezclas de los mismos. En el caso de mezclas de óxidos de alquileno, estos pueden estar presentes en la cadena de óxido de polialquileno en forma de dos o más bloques o en orden aleatorio. Se prefieren las cadenas laterales de óxido de polialquileno basadas en óxido de etileno, óxido de propileno y, en particular, las mezclas de los mismos.
El peso molecular promedio en peso del copolímero tipo peine b) se puede determinar adecuadamente mediante cromatografía de permeación en gel (GPC), usando poliestireno como patrón de calibración y THF como eluyente.
El peso molecular promedio en peso de las cadenas laterales de óxido de polialquileno, generalmente, está en el intervalo de 200 a 6.000 g/mol, preferiblemente de 300 a 4.000 g/mol. En algunas realizaciones, las cadenas laterales de óxido de polialquileno tienen grupos terminales éter, por ejemplo, grupos terminales alquil éter, tales como grupos terminales etil o metil éter.
Las cadenas laterales de óxido de polialquileno se pueden unir a la cadena principal de polímero mediante la reacción de óxidos de polioxialquileno monofuncionales con terminación de amina o alcohol con grupos anhídrido carboxílico de la cadena principal de polímero. La reacción de un grupo amino primario con un grupo anhídrido carboxílico puede dar como resultado un enlace amida o un enlace imida. Se prefiere que las cadenas laterales de óxido de polioxialquileno del copolímero tipo peine b) estén unidas a la cadena principal de polímero a través de un grupo amida o un grupo imida, por ejemplo, mediante la reacción de un copolímero de estireno y anhídrido maleico con una poliéter monoamina. Las poliéter aminas adecuadas están disponibles con la denominación comercial Jeffamine® M a través de Huntsman. Como alternativa, las cadenas laterales de óxido de polialquileno se pueden unir a la cadena principal de polímero a través de un enlace éster. Esto se puede lograr mediante la reacción de grupos anhídrido carboxílico de la cadena principal de polímero con monoéteres de óxido de polialquileno con terminación de hidroxilo.
En realizaciones preferidas, el copolímero tipo peine b) comprende grupos funcionales adicionales que comprenden al menos uno de hidroxilo, ácido carboxílico, sal de ácido carboxílico, amina terciaria, sal de amina terciaria y amonio cuaternario.
Los grupos hidroxilo se pueden incluir mediante la reacción de grupos anhídrido carboxílico de la cadena principal de polímero con alcanolaminas, tales como etanolamina.
Los grupos ácido carboxílico se pueden incluir mediante reacciones de apertura de anillo de grupos anhídrido carboxílico de la cadena principal de polímero con alcoholes o aminas. Los grupos ácido carboxílico se pueden neutralizar con una base para formar sales de ácidos carboxílicos.
El copolímero tipo peine b) tiene adecuadamente un índice de acidez en el intervalo de 0 a 300 mg de KOH/g. En realizaciones preferidas, el índice de acidez del copolímero tipo peine b) está en el intervalo de 0 a 150 mg de KOH/g, más preferiblemente de 0 a 100 mg de KOH/g, o de 0 a 70 mg de KOH/g.
Los grupos amina terciaria se pueden introducir mediante la reacción de grupos anhídrido carboxílico de la cadena principal de polímero con diaminas que tienen un grupo amina terciaria y un grupo amina primaria o secundaria, tales como 3-dimetilaminopropilamina. Las aminas terciarias se pueden neutralizar con un ácido para formar una sal de las mismas. Como alternativa, las aminas terciarias se pueden cuaternizar con un agente de cuaternización para formar un grupo amonio cuaternario. Los ejemplos de agentes de cuaternización adecuados incluyen haluros de alquilo o haluros de bencilo, así como epóxidos en combinación con ácidos carboxílicos. Se prefieren los copolímeros tipo peine b) que comprenden al menos uno de amina terciaria, sal de amina terciaria y amonio cuaternario.
El copolímero tipo peine b) tiene adecuadamente un índice de amina en el intervalo de 0 a 300 mg de KOH/g. En realizaciones preferidas, el índice de amina del copolímero tipo peine b) está en el intervalo de 0 a 150 mg de KOH/g, más preferiblemente de 0 a 100 mg de KOH/g, o de 0 a 70 mg de KOH/g.
El peso molecular promedio en peso del copolímero tipo peine b) está adecuadamente en el intervalo de 4.000 a 100.000 g/mol, preferiblemente en el intervalo de 6.000 a 60.000 g/mol. El peso molecular promedio en peso se puede determinar como se ha descrito anteriormente para el copolímero tipo peine b).
En la solicitud de patente europea EP 2125910 A, se describen con detalle ejemplos de polímeros tipo peine b) adecuados y la preparación de los mismos.
En la composición de la invención, la relación en peso del polímero a) respecto al copolímero tipo peine b) está preferiblemente en el intervalo de 10:90 a 90:10, más preferiblemente en el intervalo de 25:75 a 75:25.
En realizaciones preferidas, la composición de la invención se proporciona como composición líquida. Por lo tanto, la composición comprende preferiblemente al menos un disolvente. Generalmente, el disolvente es un disolvente orgánico. La elección del disolvente no es particularmente fundamental. Los disolventes adecuados pueden disolver el polímero a) y el copolímero tipo peine b). También resulta posible usar una combinación de disolventes. Debido a las propiedades relativamente polares del polímero a), generalmente, se prefiere que el disolvente comprenda un disolvente dipolar aprótico, tal como dimetilsulfóxido, dimetilformamida o N-metilpirrolidona.
Aunque el contenido de agua de la composición no es particularmente fundamental, se ha hallado que un alto contenido de agua, causado por la alta capacidad de absorción de agua del polímero a), puede disminuir, en algunas realizaciones, la estabilidad en el almacenamiento y la homogeneidad de la composición. Por lo tanto, se prefiere que el contenido de agua de la composición esté en el intervalo del 0,0 al 5,0 % en peso, calculado sobre el peso total de la composición. Particularmente, se prefiere que el contenido de agua de la composición esté en el intervalo del 0,0 al 3.0 % en peso e incluso más preferiblemente en el intervalo del 0,0 al 1,5 % en peso.
El contenido de agua se puede determinar adecuadamente mediante titulación de Karl-Fischer.
Una composición que comprende el polímero a) y el polímero b) es muy adecuada como agente dispersante para un material a base de carbono. Por lo tanto, la composición de la invención comprende un material a base de carbono. Un material a base de carbono es un material que consiste en entre el 90 y el 100 % en peso de carbono. Para su uso en el campo de la fabricación de electrodos para baterías, se selecciona un material a base de carbono que sea eléctricamente conductor. Los ejemplos de materiales a base de carbono eléctricamente conductores adecuados incluyen negro de carbono, nanotubos de carbono, grafito, fibras de carbono, grafeno, fulerenos y mezclas de los mismos. Los materiales a base de carbono preferidos son el negro de carbono, el grafeno y los nanotubos de carbono. Los tipos específicos de negro de carbono adecuados son el negro de horno y el negro de acetileno.
La invención se refiere, además, a un proceso de preparación de una dispersión de material a base de carbono que comprende las etapas de
i) proporcionar una composición que comprende un polímero a) que comprende unidades polimerizadas de una N-vinil lactama y un polímero tipo peine b) que tiene una cadena principal de polímero basada en un compuesto vinil aromático y un anhídrido carboxílico polimerizable etilénicamente insaturado y que tiene al menos dos cadenas laterales de óxido de polialquileno,
ii) proporcionar un material a base de carbono,
iii) mezclar los componentes proporcionados en las etapas i) y ii) y ejercer fuerza de cizallamiento para preparar una dispersión de material a base de carbono.
La fuerza de cizallamiento puede ser proporcionada por equipos bien conocidos para la dispersión de pigmentos, por ejemplo, por molinos de bolas o por agitadores de alta velocidad. Convenientemente, en el proceso, se emplea entre el 1 y el 40 % en peso de polímero a) y polímero b) en conjunto, calculado sobre el peso del material a base de carbono.
Las dispersiones de materiales a base de carbono en donde la composición de la invención se usa como dispersante presentan propiedades favorables, tales como la baja viscosidad y el pequeño tamaño de partícula del material a base de carbono.
La composición de la invención que comprende un material a base de carbono se puede usar con gran ventaja para la preparación de una pasta de electrodo para una batería recargable. Por lo tanto, la invención también se refiere a una batería eléctrica recargable que tiene un electrodo que comprende la composición de la invención. El término batería abarca una celda electroquímica individual que contiene electrodos, un separador y un electrolito, así como un agrupamiento de celdas o conjuntos de celdas.
Se puede producir una batería recargable usando un electrodo como elemento constitutivo, preferiblemente como cátodo. El término cátodo designa el electrodo donde tiene lugar la reducción durante el ciclo de descarga.
La pasta para un electrodo contiene una dispersión de un material a base de carbono, un material de electrodo activo y un aglutinante. La pasta para un electrodo se puede obtener mediante amasado. Un dispositivo conocido, tal como un mezclador tipo cinta, una amasadora tipo tornillo, un granulador Spartan, un mezclador Loedige, un mezclador planetario o un mezclador universal, se puede usar para el amasado. La pasta para un electrodo se puede formar en una forma de hoja, una forma de pellas o similares.
Los ejemplos del aglutinante que se usará para la pasta para un electrodo incluyen aglutinantes conocidos, tales como: polímeros a base de flúor, tales como fluoruro de polivinilideno y politetrafluoroetileno; y aglutinantes a base de caucho, tales como caucho de estireno-butadieno (SBR, por sus siglas en inglés).
La cantidad de uso adecuada del aglutinante es de 1 a 50 partes en masa en términos de 100 partes en masa del material no volátil de la pasta y, en particular, la cantidad de uso es preferiblemente de aproximadamente 1,5 a 20 partes en masa.
Se puede usar un disolvente en el momento del amasado. Los ejemplos del disolvente incluyen disolventes conocidos, tales como: dimetilformamida e isopropanol; tolueno y N-metilpirrolidona, en el caso de un polímero a base de flúor; agua, en el caso de SBR. En caso de que el aglutinante use agua como disolvente, se prefiere usar un espesante en conjunto. La cantidad de disolvente se ajusta para obtener la viscosidad a la que se pueda aplicar fácilmente una pasta a un colector.
Un electrodo se puede formar a partir de un moldeo de la pasta mencionada anteriormente para un electrodo. El electrodo se obtiene, por ejemplo, mediante la aplicación de la pasta para un electrodo a un colector, seguida de secado y moldeo a presión.
Los ejemplos del colector incluyen hojas y mallas de aluminio, níquel, cobre, acero inoxidable y similares. El espesor de recubrimiento de la pasta es, generalmente, de 40 a 200 μm. No existe una limitación particular para el método de recubrimiento con pasta y un ejemplo del método de recubrimiento incluye un método que implica el recubrimiento con una cuchilla rascadora o un carbonizador de barra, seguido de moldeo con prensado con rodillos o similares.
Los ejemplos del moldeo a presión incluyen el moldeo a presión con rodillos, moldeo por compresión y similares. La presión para el moldeo a presión es preferiblemente de aproximadamente 1 a 3 t/cm2. A medida que aumenta la densidad del electrodo, aumenta, generalmente, la capacidad de la batería por volumen. Sin embargo, si la densidad del electrodo aumenta demasiado, se degrada, generalmente, la característica del ciclo. Si se usa la pasta para un electrodo en una realización preferida de la presente invención, la degradación en la característica del ciclo es pequeña incluso cuando se aumenta la densidad del electrodo. Generalmente, la densidad del electrodo está en el intervalo de 1,0 a 4,0 g/cm3. En algunas realizaciones, la densidad del electrodo de un cátodo está en el intervalo de 2,0 a 3,5 g/cm3 y la densidad de un ánodo está en el intervalo de 1,2 a 2,0 g/cm3.
La batería recargable en una realización preferida de la presente invención se describe tomando una batería recargable de iones de litio como ejemplo específico. La batería recargable de iones de litio tiene una estructura en la que un ánodo y un cátodo están sumergidos en un electrolito.
En el cátodo de la batería recargable de iones de litio, se usa, generalmente, un óxido de metal de transición que contiene litio o un fosfato de metal de litio, tal como LiFePÜ4, como material activo del cátodo y, preferiblemente, se usa un óxido que contiene principalmente litio y al menos un tipo de elemento de metal de transición seleccionado del grupo que consiste en Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Mo y W, que es un compuesto que tiene una relación molar de litio respecto a un elemento de metal de transición de 0,3 a 2,2. Más preferiblemente, se usa un óxido que contiene principalmente litio y al menos un tipo de elemento de metal de transición seleccionado del grupo que consiste en V, Cr, Mn, Fe, Co y Ni, que es un compuesto que tiene una relación molar de litio respecto a un metal de transición de 0,3 a 2,2. Se debe señalar que el Al, Ga, In, Ge, Sn, Pb, Sb, Bi, Si, P, B y similares pueden estar contenidos en un intervalo de menos del 30 % en moles con respecto al metal de transición principalmente presente. De los materiales activos mencionados anteriormente, se prefiere que se use al menos un tipo de material que tenga una estructura de columna vertebral representada por una Fórmula general LixMÜ2 (M representa al menos un tipo de Co, Ni, Fe y Mn y x es de 0 a 1,2) o LiyN2Ü4 (N contiene al menos Mn e y es de 0 a 2).
Además, como el material activo del cátodo, se puede usar, particular y preferiblemente, al menos un tipo de materiales, incluyendo cada uno LiyMaDi-aO2 (M representa al menos un tipo de Co, Ni, Fe y Mn, D representa al menos un tipo de Co, Ni, Fe, Mn, Al, Zn, Cu, Mo, Ag, W, Ga, In, Sn, Pb, Sb, Sr, B y P, con la condición de que quede excluido el elemento que corresponda a M, y = de 0 a 1,2 y a = de 0,5 a 1) y materiales que tienen cada uno una estructura de columna vertebral representada por Liz(NbE1-b)2O4 (N representa Mn, E representa al menos un tipo de Co, Ni, Fe, Mn, Al, Zn, Cu, Mo, Ag, W, Ga, In, Sn, Pb, Sb, Sr, B y P, b = de 1 a 0,2 y z = de 0 a 2).
Específicamente, se ejemplifican LixCoO2 , LixNiO2 , LixMnO2 , LixCoaNi1-aO2 , LixCobV1-bOz, LixCobFe1-bO2 , LixMn2O4, LixMncCo2-cO4, LixMncNi2-cO4, LixMncV2-cO4 y LixMncFe2-cO4 (donde x = de 0,02 a 1,2, a = de 0,1 a 0,9, b = de 0,8 a 0,98, c = de 1,6 a 1,96 y z = de 2,01 a 2,3). Como óxido de metal de transición que contiene litio más preferido, se proporcionan LixCoO2 , LixNiO2 , LixMnO2 , LixCoaNi1-aO2 , LixMn2O4 y LixCobV1-bOz(x = de 0,02 a 1,2, a = de 0,1 a 0,9, b = de 0,9 a 0,98 y z = de 2,01 a 2,3). Se debe señalar que el valor de x puede aumentar y disminuir de acuerdo con la carga y descarga.
Aunque el tamaño de partícula promedio del material activo del cátodo no está particularmente limitado, el tamaño es preferiblemente de 0,1 a 50 μm. Se prefiere que el volumen de las partículas de 0,5 a 30 μm sea del 95 % o más. Se prefiere más que el volumen ocupado por el grupo de partículas con un diámetro de partícula de 3 μm o menos sea el 18 % o menos del volumen total y que el volumen ocupado por el grupo de partículas de 15 μm o más y 25 μm o menos sea el 18 % o menos del volumen total.
Aunque el área específica no está particularmente limitada, el área es preferiblemente de 0,01 a 50 m2/g, particular y preferiblemente de 0,2 m2/g a 1 m2/g, mediante un método de BET.
En una batería recargable de iones de litio, se puede proporcionar un separador entre un cátodo y un ánodo. Los ejemplos del separador incluyen tejido no tejido, tela y una película microporosa, conteniendo cada uno, principalmente, poliolefina, tal como polietileno y polipropileno, una combinación de los mismos y similares.
Como electrolito que forma la batería recargable de iones de litio en una realización preferida de la presente invención, se puede usar un electrolito orgánico conocido, un electrolito sólido inorgánico y un electrolito sólido de polímero, pero se prefiere un electrolito orgánico en términos de conductividad iónica.
Como disolvente del electrolito orgánico (disolvente no acuoso), se prefiere una solución de un disolvente orgánico, tal como: un éter, tal como dietil éter, dibutil éter, monometil éter de etilen glicol, monoetil éter de etilen glicol, monobutil éter de etilen glicol, monometil éter de dietilen glicol, monoetil éter de dietilen glicol, monobutil éter de dietilen glicol, dimetil éter de dietilen glicol o fenil éter de etilen glicol; una amida, tal como formamida, N-metilformamida, N,N-dimetilformamida, N-etilformamida, N,N-dietilformamida, N-metilacetamida, N,N-dimetilacetamida, N-etilacetamida, N,N-dietilacetamida, N,N-dimetilpropionamida o hexametilfosforilamida; un compuesto que contiene azufre, tal como dimetilsulfóxido o sulfolano; una dialquil cetona, tal como metil etil cetona o metil isobutil cetona; un éter cíclico, tal como óxido de etileno, óxido de propileno, tetrahidrofurano, 2-metoxitetrahidrofurano o 1,3-dioxolano; un carbonato, tal como carbonato de etileno o carbonato de propileno; Y -butirolactona; N-metilpirrolidona; acetonitrilo; nitrometano, 1,2-dimetoxietano; o similares. Además, preferiblemente, se ejemplifican: carbonatos, tales como carbonato de etileno, carbonato de butileno, carbonato de dietilo, carbonato de dimetilo, carbonato de metilo y etilo, carbonato de propileno, carbonato de vinileno, y ésteres, tales como Y -butirolactona; éteres, tales como dioxolano, dietil éter y dietoxietano; dimetilsulfóxido; acetonitrilo; tetrahidrofurano; y similares. Particular y preferiblemente, se puede usar un disolvente no acuoso a base de carbonato, tal como carbonato de etileno o carbonato de propileno. Se puede usar un tipo de esos disolventes solo o se pueden usar dos o más tipos de los mismos como mezcla.
Se usa una sal de litio para un soluto (electrolito) de cada uno de esos disolventes. Los ejemplos de una sal de litio generalmente conocida incluyen LiClO4, Líb F4, LiPF6, LiAICU, LiSbF6, LiSCN, LiCl, LiCFaSOa, LiCF3CO2, LiN(CF3SO2)2 y similares.
Los ejemplos del electrolito sólido de polímero incluyen un derivado de óxido de polietileno, un derivado de óxido de polipropileno, un polímero de éster de ácido fosfórico, un derivado de policarbonato y similares.
Ejemplos
Materias primas:
Carbonato de potasio: (Sigma-Aldrich)
(Dowanol) PMA: Acetato de 1-metoxi-2-propilo (DOW Chemicals)
SMA 2000: Copolímero de estireno-anhídrido maleico (relación molar de estireno/anhídrido maleico = 2/1) (Cray Valley)
Jeffamine M 2070: Poliéter de EO/PO con terminación de amina (Huntsman)
Lutensol AO11: Alcohol graso (número de carbonos: 13-15) etoxilado (unidad de repetición de polietilen glicol = 11) (BASF)
DMAPA: W,N-dimetilaminopropilamina (Huntsman)
Grilonit RV 1814: Alquil (número de carbonos: 13-15) glicidil éter (EMS-GRILTECH)
Ácido benzoico: (Sigma-Aldrich)
AMP: 95 % de aminometil propanol y 5 % de agua, (Sigma-Aldrich)
NMP: N-metilpirrolidona (BASF)
DISPERBYK-111: Polímero ácido, índice de acidez = 129 mg de KOH/g (BYK-Chemie)
Medición de contenido no volátil (contenido de sólidos)
La muestra (2,0 ± 0,2 g de la sustancia analizada) se pesó con precisión en un plato de aluminio previamente secado y se secó durante 20 minutos a 150 °C en la cabina de secado de barniz, se enfrió en un desecador y, a continuación, se volvió a pesar. El residuo corresponde al contenido de sólidos en la muestra (norma ISO 3251).
Medición del índice de amina
Se pesaron con precisión de 1,5 a 3,0 g de un dispersante en un vaso de precipitados de 80 ml y se disolvieron con 50 ml de ácido acético. Mediante el uso de un dispositivo de titulación automático provisto de un electrodo de pH, esta solución se tituló por neutralización con una solución de ácido acético de HClO4 de 0,1 mol/l. Se usó un punto de flexión de una curva de pH de titulación como punto final de la titulación y se obtuvo un índice de amina mediante la siguiente ecuación (norma DIN 16945).
Índice de amina [mg de KOH/g] = (561 x 0,1 x f x V)/(W x S)
(en donde f: factor de agente de titulación, V: cantidad de titulación en el punto final de la titulación [ml], W: cantidad pesada de muestra de dispersante [g], S: concentración de materia sólida de la muestra de dispersante [% en peso]) Medición del índice de acidez
Se pesaron con precisión de 1,5 a 3,0 g de un dispersante en un vaso de precipitados de 80 ml y se disolvieron con 50 ml de etanol. Mediante el uso de un dispositivo de titulación automático provisto de un electrodo de pH, esta solución se tituló por neutralización con una solución de KOH etanólico de 0,1 mol/l. Se usó un punto de flexión de una curva de pH de titulación como punto final de la titulación y se obtuvo un índice de amina mediante la siguiente ecuación (norma DIN EN ISO 2114).
Índice de acidez [mg de KOH/g] = (561 x 0,1 x f x V)/(W x S)
(en donde f: factor de agente de titulación, V: cantidad de titulación en el punto final de la titulación [ml], W: cantidad pesada de muestra de dispersante [g], S: concentración de materia sólida de la muestra de dispersante [% en peso]) Cromatografía de permeación en gel (GPC)
El peso molecular promedio en peso Mw se determinó según la norma DIN 55672-1:2007-08 a 40 °C usando una bomba de cromatografía líquida de alta presión (bomba WATERS 600 HPLC) y un detector de índice de refracción (Waters 410). Como columnas de separación, se usó una combinación de 3 columnas Styragel de WATERS con un tamaño de 300 mm x 7,8 mm de DI/columna, un tamaño de partícula de 5 gm y tamaños de poro HR4, HR2 y HR1. El eluyente usado fue tetrahidrofurano con el 1 % en volumen de dibutilamina, con una velocidad de elución de 1 ml/min. La calibración convencional se llevó a cabo usando patrones de poliestireno.
Síntesis del copolímero tipo peine C-1
Se añadieron 85 g de PMA a un reactor. Se añadieron 21 g de SMA 2000 durante la agitación, mientras la mezcla se calentaba hasta 70 °C. A continuación, se añadieron gota a gota al reactor 64 g de Jeffamine M 2070 y 4 g de DMAPA. La reacción se llevó a cabo a 170 °C durante 4 horas. El PMA se eliminó por destilación durante la reacción. El Mw del polímero fue de 30.210 g/mol.
En una etapa posterior, el reactor se enfrió hasta 120 °C. A continuación, se añadieron al reactor 9 g de Grilonit RV 1814 y 4 g de ácido benzoico. La reacción se llevó a cabo a 120 °C durante 4 horas.
Después de eso, se obtuvo un copolímero tipo peine C-1.
El copolímero tipo peine C-1 tiene un contenido sólido del 100 %, un índice de amina de 18 mg de KOH/g y un índice de acidez de 8 mg de KOH/g.
Síntesis del copolímero tipo peine C-2
Se añadieron 85 g de PMA a un reactor. Se añadieron 21 g de SMA 2000 durante la agitación, mientras la mezcla se calentaba hasta 70 °C. A continuación, Se añadieron gota a gota al reactor 79 g de Jeffamine M 2070. La reacción se llevó a cabo a 170 °C durante 4 horas. Después de la retirada del disolvente a presión reducida, se obtuvo un copolímero tipo peine C-2.
El copolímero tipo peine C-2 tiene un contenido de sólidos del 100 % y un índice de acidez de 27 mg de KOH/g. El Mw del copolímero tipo peine C-2 fue de 31.220 g/mol.
Síntesis del copolímero tipo peine C-3
Se añadieron 85 g de PMA a un reactor. Se añadieron 21 g de SMA 2000 durante la agitación, mientras la mezcla se calentaba hasta 70 °C. Después de la adición de 0,4 g de carbonato de potasio, se añadieron gota a gota 43 g de Lutensol AO11 y el reactor se calentó hasta 140 °C durante 4 horas.
En una etapa posterior, el PMA se eliminó por destilación a 150 °C a presión reducida. Después de un enfriamiento hasta 80 °C, se añadieron 30 g de NMP al reactor. Después de la adición de 6 g de AMP, seguida de la homogeneización, se obtuvo el copolímero tipo peine C-3.
El copolímero tipo peine C-3 tiene un contenido sólido teórico del 70 % (disolvente: NMP), un índice de amina de 37 mg de KOH/g y un índice de acidez de 27 mg de KOH/g. El Mw del copolímero tipo peine C-3 fue de 9.600 g/mol. Síntesis del copolímero tipo peine C-4
Se añadieron 50 g de PMA a un reactor. Se añadieron 13 g de SMA 2000 durante la agitación, mientras la mezcla se calentaba hasta 70 °C. A continuación, se añadieron gota a gota al reactor 24 g de Jeffamine M 2070 y la reacción se llevó a cabo a 170 °C durante 4 horas. El PMA se eliminó por destilación durante la reacción. El Mw del copolímero tipo peine fue de 23.590 g/mol.
En una etapa posterior, se añadieron 50 g de NMP al reactor, seguido de 11 g de DISPERBYK-111. La reacción de salinización se lleva a cabo a 80 °C durante 1 hora para obtener el copolímero tipo peine C-4.
El copolímero tipo peine C-4 tiene un contenido sólido del 50 % (disolvente: NMP), un índice de amina de 15 mg de KOH/g y un índice de acidez de 18 mg de KOH/g.
Producción de dispersión de negro de carbono
Negro de carbono: Denka Black (granular) (Denka)
PVP K30: Polivinilpirrolidona Sokalan K30P (BASF), con un Mw de 40.000 g/mol
Las dispersiones se prepararon usando un agitador de pintura Disperser DAS 200 (LAU GmbH) y 150 g de perlas de Zirconia de 2 mm. El tiempo de dispersión fue de 3 horas a 30 °C.
Procedimiento general para la preparación de las dispersiones de negro de carbono D-1 a D-8
Un copolímero tipo peine (C-1, C-3 y C-4) y PVP K30 almacenados en una caja sellada se disolvieron en NMP en una botella de vidrio de 140 ml. A continuación, se añadió negro de carbono y la mezcla se dispersó durante 3 horas a 30 °C para obtener la respectiva dispersión de negro de carbono D-1 a D-8 (los detalles se describen en la Tabla 1). Procedimiento general para la preparación de las dispersiones de negro de carbono comparativas CD-1 a CD-3 Las dispersiones de negro de carbono CD-1 a CD-3 se prepararon usando el mismo procedimiento que se usó para las dispersiones de negro de carbono D-1 a D-8, con la excepción de que estas no contenían PVP K30. (Los detalles se describen en la Tabla 1).
Procedimiento para la preparación de la dispersión de negro de carbono comparativa CD-4
La dispersión de negro de carbono CD-4 se preparó usando el mismo procedimiento que se usó para las dispersiones de negro de carbono D-1 a D-8, con la excepción de que esta no contenía el copolímero tipo peine. (Los detalles se describen en la Tabla 1).
Tabla 1. Formulaciones de las dispersiones de negro de carbono D-1 a D-8 y CD-1 a CD-4
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CNT: FT7320 (C-nano)
Las dispersiones se prepararon usando un agitador de pintura Disperser DAS 200 (LAU GmbH) y 50 g de perlas de vidrio de 1 mm. El tiempo de dispersión fue de 12 horas a 30 °C.
Procedimiento general para la preparación de dispersiones de CNT D-9 a D-11
Un copolímero tipo peine C-1 a C-3 y PVP K30 almacenados en una caja sellada se disolvieron en NMP en una botella de vidrio de 100 ml. A continuación, se añadió CNT y la mezcla se dispersó durante 12 horas a 30 °C para obtener la respectiva dispersión de CNT D-9 a D-11 (los detalles se describen en la Tabla 2).
Procedimiento general para la preparación de dispersiones de CNT comparativas CD-5 a CD-7
Las dispersiones de CNT CD-5 a CD-7 se prepararon usando el mismo procedimiento que se usó para las dispersiones de CNT D-9 a D-11, con la excepción de que estas no contenían PVP K30. (Los detalles se describen en la Tabla 2). Procedimiento general para la preparación de la dispersión de CNT CD-8
La dispersión de CNT CD-8 se preparó usando el mismo procedimiento que se usó para las dispersiones de CNT D-9 a D-11, con la excepción de que esta no contenía el copolímero tipo peine. (Los detalles se describen en la Tabla 2).
Tabla 2. Formulaciones de las dispersiones de CNT
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Resultados del ensayo de aplicación
Viscosidad de la dispersión de negro de carbono y la dispersión de CNT
La viscosidad de la dispersión de negro de carbono se midió mediante el uso del VISCOSÍMETRO BROOKFIELD DV-II+ (BROOKFIELD, límite superior de viscosidad: 1.000 mPas).
Tamaño de partícula de la dispersión de negro de carbono
El tamaño de partícula (diámetro medio: D50) de la dispersión de negro de carbono se midió mediante el uso del analizador de tamaño de partícula ELSZ-1000 (Otsuka Electronics).
Ejemplos 1 -6: viscosidad y tamaño de partícula de la dispersión de negro de carbono D-2, D-3 y D-5 a D-8
La viscosidad (a 20 °C, rotación: 60 rpm) y el tamaño de partícula (D50) de las dispersiones de negro de carbono D-2, D-3 y D-5 a D-8 se describen en la Tabla 3.
Tabla 3. Viscosidad y tamaño de partícula de la dispersión de negro de carbono
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Ejemplos de comparación 1 -4: viscosidad y tamaño de partícula de la dispersión de negro de carbono CD-1 a CD-4 La viscosidad (a 20 °C, rotación: 60 rpm) y el tamaño de partícula (D50) de las dispersiones de negro de carbono CD-1 a CD-4 se describen en la Tabla 4.
Tabla 4. Viscosidad y tamaño de partícula de la dispersión de negro de carbono CD-1 a CD-4
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* La viscosidad es superior a 1.000 mPas
Según los resultados de las Tablas 3 y 4, las dispersiones de negro de carbono que incluían la mezcla de copolímero tipo peine y PVP (Ejemplos 1-6) mostraron una viscosidad más baja y un tamaño de partícula más pequeño (D50) en comparación con las dispersiones de negro de carbono que incluían copolímero tipo peine solo o PVP solo (Ejemplos de comparación 1-4).
Ejemplos 7-9: La viscosidad de dispersión de CNT D-9 a D-11
La viscosidad (a 20 °C, rotación: 1 rpm y 100 rpm) se describe en la Tabla 5.
Tabla 5. Viscosidad de dispersión de CNT D-9 a D-11
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Ejemplos de comparación 5-8: La viscosidad de dispersión de CNT CD-5 a CD-8
La viscosidad (a 20 °C, rotación: 1 rpm y 100 rpm) se describe en la Tabla 6.
Tabla 6. Viscosidad de dispersión de CNT CD-5 a CD-8
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* La viscosidad es superior a 1.000 mPas
Según los resultados de las Tablas 5 y 6, las dispersiones de CNT que incluían la mezcla de copolímero tipo peine y PVP (Ejemplos 7-9) mostraron una viscosidad más baja a diferentes velocidades de cizallamiento en comparación con las dispersiones de CNT que incluían copolímero tipo peine solo o PVP solo (Ejemplos de comparación 5-8).
Evaluación de la resistividad en volumen
Resistividad en volumen
El material de electrodo Lh+x(N¡o,5COo,2Mno,3)i-xO2 (NCM), el difluoruro de polivinilideno (PVDF) como agente aglutinante y una dispersión de negro de carbono (CB, por sus siglas en inglés) como agente adyuvante conductor se añadieron a la N-metil-2-pirrolidona. La relación en masa, a base de material no volátil, en una pasta de material de electrodo fue NCM:CB:PVDF=93:5:2 y los componentes se mezclaron entre sí, preparando, de ese modo, la pasta de un material de electrodo.
La pasta de un material de electrodo se aplicó a una superficie de lámina de PET de 180 gm de espesor para formar un recubrimiento y el recubrimiento se secó, formando, de ese modo, una capa de cátodo sobre la superficie de la lámina de PET. Después de eso, esta lámina de PET con capa de cátodo se cortó con 3 cm de ancho para medir la resistividad en volumen de la capa de cátodo.
Además, la resistividad en volumen del recubrimiento del electrodo se midió mediante una medición de cuatro puntos usando un medidor de baja resistividad (producto de Mitsubishi Chemical Corporation, modelo n.°: Loresta-AX) a 25 °C.
Ejemplos 10-12: Resistividad en volumen de recubrimientos de electrodos preparados con las dispersiones de negro de carbono D-4 a D-6
La resistividad en volumen de los recubrimientos de electrodos preparados con la dispersión de negro de carbono D-4 a D-6 se describe en la Tabla 7.
Tabla 7. Resistividad en volumen de la dispersión de negro de carbono D-4 a D-6
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Ejemplo de comparación 9: Resistividad en volumen del recubrimiento de electrodo preparado con la dispersión de negro de carbono CD-4
La resistividad en volumen del recubrimiento de electrodo preparado con la dispersión de negro de carbono CD-4 se describe en la Tabla 8.
Tabla 8. Resistividad en volumen del recubrimiento de electrodo preparado con la dispersión de negro de carbono CD-4
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Según los resultados de las Tablas 7 y 8, los recubrimientos de electrodos preparados con las dispersiones de negro de carbono que incluían la mezcla de copolímero tipo peine y PVP (Ejemplos 10-12) mostraron una resistividad en volumen más baja en comparación con la dispersión de negro de carbono que incluía PVP solo (Ejemplo de comparación 9).
Conjunto de batería
El 90 % en peso de Lh+x(Ni0,5Co0,2Mn0,3)1-xO2 (NCM), como material activo de cátodo, el 5,5 % en peso de negro de carbono (CB) que se suministró como dispersión y el 4,5 % en peso de PVDF se combinaron y mezclaron en un mezclador Dispermat CV (VMA Getzmann GmbH) para preparar una mezcla de cátodo. Posteriormente, la mezcla de cátodo se recubrió, se secó y se hizo rodar sobre una hoja de aluminio de 21 gm de espesor. La mezcla de cátodo se aplicó en una cantidad de 15,4 mg/cm2.
El 96 % en peso de grafito, como material activo de electrodo, el 2,0 % en peso de carboximetilcelulosa (CMC) y el 2,0 % en peso de caucho de estireno-butadieno (SBR) se combinaron y mezclaron para preparar una mezcla de ánodo. Posteriormente, la mezcla de ánodo se recubrió, se secó y se hizo rodar sobre una hoja de cobre que tenía un espesor de 17 gm. La mezcla de ánodo se aplicó en una cantidad de 8,4 mg/cm2.
Como separador, se usó una película microporosa de polipropileno con un espesor de 16 μm. La estructura de la batería tenía la siguiente configuración: cátodo I separador/ánodo. Esta se ensambló en forma de una celda laminada que se impregnó con una solución electrolítica de carbonato que contenía 1 mol de LiPF6 disuelto en la misma y en la que una relación volumétrica de carbonato de etileno (CE):carbonato de propileno (CP) era de 1:1 como electrolito para fabricar una batería.
Rendimiento de descarga de tasa C
En una batería con una capacidad máxima Q de 22 mAh, una "corriente de 1 C" sería de 22 mA, donde la unidad C o tasa C es una capacidad expresada en corriente en unidades de 1/h que se va a multiplicar por Q, a fin de obtener la corriente en amperios.
La descarga de tasa C se aumentó de 0,2 C a 2 C. A continuación, la capacidad de descarga de tasa C se midió como la capacidad de descarga de 4,3 V a 3,0 V.
En todos estos ensayos, la carga se realizó con corriente constante de 0,067 C hasta un límite de tensión de 4,3 V y tensión constante hasta un límite de corriente de 0,03 C, al tiempo que se aumentaba progresivamente la tasa de descarga. Los ensayos de rendimiento de tasa C se realizaron con una condición de temperatura de 25 °C.
Ejemplos 13-15: Rendimiento de descarga de tasa C de la batería, incluyendo la dispersión de negro de carbono D-4 a D-6
El rendimiento de descarga de tasa C de la batería, incluyendo la dispersión de negro de carbono D-4 a D-6, se describe en la Tabla 9.
Tabla 9. Rendimiento de descarga de tasa C de la batería, incluyendo la dispersión de negro de carbono D-4 a D-6
Figure imgf000013_0001
Ejemplo de comparación 10: Rendimiento de descarga de tasa C de la batería, incluyendo la dispersión de negro de carbono CD-4
El rendimiento de descarga de tasa C de la batería, incluyendo la dispersión de negro de carbono CD-4, se describe en la Tabla 10.
Tabla 10. Rendimiento de descarga de tasa C de la batería, incluyendo la dispersión de negro de carbono CD-4
Figure imgf000013_0002
Según los resultados de las Tablas 9 y 10, la batería que incluye las dispersiones de negro de carbono que contienen la mezcla de copolímero tipo peine y PVP (Ejemplos 13-15) mostró un mejor rendimiento de descarga de tasa C en comparación con la batería que incluye la dispersión de negro de carbono que contiene PVP solo (Ejemplo de comparación 10).
Ensayo de ciclo
En la evaluación del ciclo de vida de la celda, la celda se cargó y descargó repetidamente 0, 50, 100, 200, 400 y 500 veces con una condición de temperatura de 25 °C.
La carga se realizó con corriente constante de 0,067 C hasta un límite de tensión de 4,3 V y tensión constante hasta un límite de corriente de 0,03 C. La descarga se realizó con una corriente constante de 1 C hasta un límite de tensión de 3,0 V.
La capacidad de descarga del 1er ciclo se fijó al 100 %.
Ejemplos 16-17: Ensayo de ciclo de la batería, incluyendo la dispersión de negro de carbono D-5 a D-6
El ensayo de ciclo de la batería, incluyendo la dispersión de negro de carbono D-5 a D-6, se describe en la Tabla 11. Tabla 11. Ensayo de ciclo de la batería, incluyendo la dispersión de negro de carbono D-5 a D-6
Figure imgf000014_0001
Ejemplo de comparación 11: ensayo de ciclo de la batería, incluyendo la dispersión de negro de carbono CD-4 El ensayo de ciclo de la batería, incluyendo la dispersión de negro de carbono CD-4, se describe en la Tabla 12. Tabla 12. Ensayo de ciclo de la batería, incluyendo la dispersión de negro de carbono CD-4
Figure imgf000014_0002
Según los resultados de las Tablas 11 y 12, resulta evidente que la batería que incluye las dispersiones de negro de carbono que contienen la mezcla de copolímero tipo peine y PVP (Ejemplos 16-17) mostró un mejor rendimiento en el ensayo del ciclo en comparación con la batería que incluye la dispersión de negro de carbono que contiene PVP solo (Ejemplo de comparación 11).

Claims (15)

REIVINDICACIONES
1. Una composición que comprende
a) un polímero a) que comprende unidades polimerizadas de una N-vinil lactama,
b) un copolímero tipo peine b) que tiene una cadena principal de polímero basada en un compuesto vinil aromático y un anhídrido carboxílico polimerizable etilénicamente insaturado y que tiene al menos dos cadenas laterales de óxido de polialquileno, y
c) un material a base de carbono.
2. La composición según la reivindicación 1, en donde el polímero a) comprende o consiste en unidades polimerizadas de N-vinilpirrolidona.
3. La composición según la reivindicación 1 o 2, en donde el peso molecular promedio en peso del polímero a) está en el intervalo de 2.000 a 500.000 g/mol, preferiblemente de 5.000 a 100.000 g/mol, midiéndose el peso molecular promedio en peso del polímero a) según la descripción.
4. La composición según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde las cadenas laterales de óxido de polialquileno del polímero tipo peine b) están unidas a la cadena principal de polímero a través de un grupo amida o un grupo imida.
5. La composición según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde el copolímero tipo peine b) comprende grupos funcionales adicionales que comprenden al menos uno de hidroxilo, ácido carboxílico, sal de ácido carboxílico, amina terciaria, sal de amina terciaria y amonio cuaternario.
6. La composición según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde el peso molecular promedio en peso del polímero tipo peine b) está en el intervalo de 4.000 a 100.000 g/mol, midiéndose el peso molecular promedio en peso del polímero b) como se describe en la descripción.
7. La composición según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde la relación en peso del polímero a) respecto al copolímero tipo peine b) está en el intervalo de 10:90 a 90:10.
8. La composición según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde la composición comprende al menos un disolvente orgánico.
9. La composición según la reivindicación 8, en donde el disolvente orgánico comprende N-metilpirrolidona.
10. La composición según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde el contenido de agua de la composición está en el intervalo del 0,0 al 5,0 % en peso, calculado sobre el peso total de la composición.
11. La composición según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde el material a base de carbono es eléctricamente conductor y comprende al menos uno de negro de carbono, nanotubos de carbono, grafito, fibras de carbono, grafeno y fulerenos.
12. Uso de una composición que comprende
a) un polímero a) que comprende unidades polimerizadas de una N-vinil lactama, y
b) un copolímero tipo peine b) que tiene una cadena principal de polímero basada en un compuesto vinil aromático y un anhídrido carboxílico polimerizable etilénicamente insaturado y que tiene al menos dos cadenas laterales de óxido de polialquileno,
como agente dispersante para un material a base de carbono.
13. El uso según la reivindicación 12, en donde el material a base de carbono comprende al menos uno de negro de carbono y nanotubos de carbono.
14. Un proceso de preparación de una dispersión de material a base de carbono que comprende las etapas de i) proporcionar una composición que comprende
a) un polímero a) que comprende unidades polimerizadas de una N-vinil lactama, y
b) un copolímero tipo peine b) que tiene una cadena principal de polímero basada en un compuesto vinil aromático y un anhídrido carboxílico polimerizable etilénicamente insaturado y que tiene al menos dos cadenas laterales de óxido de polialquileno,
ii) proporcionar un material a base de carbono,
iii) mezclar los componentes proporcionados en las etapas i) y ii) y ejercer fuerza de cizallamiento para preparar una dispersión de material a base de carbono.
15. Una batería eléctrica recargable que tiene un electrodo que comprende la composición según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes 1 a 11.
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