聚合物添加剂及其在电极材料和电化学电池中的用途的制作方法

文档序号:25038477发布日期:2021-05-11 17:11阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种用作电极材料添加剂的聚合物,此聚合物包含基于降冰片烯的单体单元,所述单体单元衍生自基于降冰片烯的式i单体的聚合反应:

其中,r1和r2在每次出现时独立地选自氢原子、-cooh、-so3h、-oh和-f。

2.根据权利要求1所述的聚合物,其中所述聚合物是式ii的聚合物:

其中

r1和r2是如权利要求1中所定义;和

n是整数,其选择使得数均分子量是约10,000g/mol至约100,000g/mol,包括端点。

3.根据权利要求2所述的聚合物,其中数均分子量是约12,000g/mol至约85,000g/mol,或约15,000g/mol至约75,000g/mol,或约20,000g/mol至约65,000g/mol,或约25,000g/mol至约55,000g/mol,或约25,000g/mol至约50,000g/mol,包括端点。

4.根据权利要求2或3所述的聚合物,其中所述聚合物是式ii(a)的聚合物:

其中r2是如权利要求1中所定义,且n是如权利要求2中所定义。

5.根据权利要求4所述的聚合物,其中r2是-cooh。

6.根据权利要求4所述的聚合物,其中r2是氢原子。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的聚合物,其中聚合物是均聚物。

8.一种粘合剂组合物,其包含在权利要求1-6中任一项所述的聚合物以及粘合剂。

9.根据权利要求8所述的聚合物,其中聚合物是粘合剂添加剂。

10.根据权利要求8或9所述的聚合物,其中粘合剂与聚合物之间的重量比率是在约6:1至约2:1的范围内。

11.根据权利要求8-10中任一项所述的粘合剂组合物,其中粘合剂是选自聚醚类型的聚合物粘合剂、氟化聚合物和合成或天然橡胶。

12.根据权利要求11所述的粘合剂组合物,其中粘合剂是氟化聚合物。

13.根据权利要求12所述的粘合剂组合物,其中氟化聚合物是聚四氟乙烯(ptfe)。

14.根据权利要求12所述的粘合剂组合物,其中氟化聚合物是聚偏二氟乙烯(pvdf)。

15.根据权利要求11所述的粘合剂组合物,其中粘合剂是合成或天然橡胶。

16.根据权利要求15所述的粘合剂组合物,其中合成或天然橡胶是乙烯丙烯二烯单体的橡胶(epdm)。

17.根据权利要求8-16中任一项所述的粘合剂组合物,其用于电极材料中。

18.一种电极材料,其包含在权利要求1-7中任一项所述的聚合物和电化学活性材料。

19.根据权利要求18所述的电极材料,其中电化学活性材料是选自金属氧化物粒子、锂化金属氧化物粒子、金属磷酸盐粒子和锂化金属磷酸盐粒子。

20.根据权利要求19所述的电极材料,其中金属是选自以下的过渡金属:铁(fe),钛(ti),锰(mn),钒(v),镍(ni),钴(co)和其中至少两种的组合。

21.根据权利要求18-20中任一项所述的电极材料,其中电化学活性材料是含锰的氧化物或磷酸盐。

22.根据权利要求18-21中任一项所述的电极材料,其中电化学活性材料还包含至少一种掺杂元素(例如镁)。

23.根据权利要求18-22中任一项所述的电极材料,其还包含导电材料。

24.根据权利要求23所述的电极材料,其中导电材料是选自炭黑,乙炔黑,石墨,石墨烯,碳纤维,碳纳米纤维,碳纳米管,及其组合。

25.根据权利要求24所述的电极材料,其中导电材料是乙炔黑和碳纤维(例如蒸气生长碳纤维(vgcf))的组合。

26.根据权利要求18-25中任一项所述的电极材料,其还包含粘合剂,并含有聚合物作为添加剂。

27.根据权利要求26所述的电极材料,其中粘合剂与聚合物之间的比率是在约6:1至约2:1的范围内。

28.根据权利要求26或27所述的电极材料,其中粘合剂是选自聚醚类型的聚合物粘合剂,合成或天然橡胶,以及氟化聚合物。

29.根据权利要求28所述的电极材料,其中粘合剂是氟化聚合物。

30.根据权利要求29所述的电极材料,其中氟化聚合物是聚四氟乙烯(ptfe)。

31.根据权利要求29所述的电极材料,其中氟化聚合物是聚偏二氟乙烯(pvdf)。

32.根据权利要求28所述的电极材料,其中粘合剂是合成或天然橡胶。

33.根据权利要求32所述的电极材料,其中合成或天然橡胶是乙烯丙烯二烯单体的橡胶(epdm)。

34.电极,其包含在集电器上的如权利要求18-33中任一项所定义的电极材料。

35.电化学电池,其包含负极、正极和电解质,其中负极或正极中的至少一种包含如权利要求18-33中任一项所定义的电极材料。

36.电化学电池,其包含负极、正极和电解质,其中负极或正极中的至少一种是如权利要求34所定义的。

37.根据权利要求35或36所述的电化学电池,其中电解质是液体电解质,其包含在溶剂中的盐。

38.根据权利要求35或36所述的电化学电池,其中电解质是凝胶电解质,其包含在溶剂中的盐和任选地溶剂化聚合物。

39.根据权利要求35或36所述的电化学电池,其中电解质是固体聚合物电解质,其包含在溶剂化聚合物中的盐。

40.根据权利要求35-39中任一项所述的电化学电池,其中盐是锂盐。

41.电池,其包含至少一种如权利要求35-40中任一项所定义的电化学电池。

42.根据权利要求41的电池,其中所述电池是锂离子电池。


技术总结
本发明描述用作电极材料添加剂的聚合物,此聚合物包含基于降冰片烯的单体单元,所述单体单元衍生自基于降冰片烯的单体的聚合反应;描述包含所述聚合物作为添加剂的粘合剂组合物,包含所述聚合物作为添加剂的电极材料,包含所述粘合剂组合物的电极材料,它们的制备方法以及它们在电化学电池中、例如在锂或锂离子电池中的用途。

技术研发人员:J-C·戴格尔;Y·阿萨卡洼;K·扎吉比
受保护的技术使用者:魁北克电力公司;株式会社村田制作所
技术研发日:2019.09.27
技术公布日:2021.05.11
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