磺酸锂三元共聚物及其制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN112250786A(43)申请公布日2021.01.22(21)申请号202011111273.5C08F212/12(2006.01)(22)申请日2020.10.16C08F212/14(2006.01)C08F212/08(2006.01)(66)本国优先权数据H01M10/0525(2010.01)202011025564.22020.09.25CNH01M10/0565(2010.01)(71)申请人氟金（上海）新材料有限公司地址200120上海市浦东新区中国(上海)自由贸易试验区盛夏路169号、张东路1658号1幢1层125室(72)发明人景浩(74)专利代理机构上海诺衣知识产权代理事务所(普通合伙)31298代理人任昉(51)Int.Cl.C08F214/22(2006.01)C08F216/14(2006.01)权利要求书2页说明书15页(54)发明名称磺酸锂三元共聚物及其制备方法(57)摘要一种磺酸锂三元共聚物及其制备方法，所述磺酸锂三元共聚物包括了聚偏氟乙烯结构单元、乙烯基苄基结构单元和全氟乙烯基醚磺酸锂结构单元；制备方法包括：在反应装置中，分别加入偏氟乙烯单体、乙烯基苄基单体和全氟乙烯基醚磺酸锂单体以及引发剂，通过聚合反应法一步共聚而成。本发明保留了聚偏氟乙烯的优势结构，保证了共聚物具有足够的机械强度和热稳定，并通过引入锂离子高效传输结构单元、极性基团和大量超稳定结构单元，克服了现有PVDF作为聚合物锂离子电池材料所存在的不足，优化了锂离子的传输效率，提高了锂电池的离子电导率，降低了电池在充电过程中的极化，提高了电池的充放电性能，为锂电池的进一步开发应用提供了新的材料和方法。CN112250786ACN112250786A权利要求书1/2页1.一种磺酸锂三元共聚物，其特征在于，为包括：x摩尔份偏氟乙烯单体组成的聚偏氟乙烯结构单元(A)、y摩尔份乙烯基苄基单体组成的乙烯基苄基结构单元(B)和z摩尔份全氟乙烯基醚磺酸锂单体组成的全氟乙烯基醚磺酸锂结构单元(C)三种化合物结构单元组成的共聚物；且所述共聚物具有如下结构通式：2.根据权利要求1所述的磺酸锂三元共聚物，其特征在于：所述乙烯基苄基结构单元中，其：R1为-H、-Br、-Cl、-CF3、-CH3；R2为-H、-Br、-C＝O、-CH3、-O-CH3；R3为-H、-Br、-CH2Br、-COOH、-Ph、-CH3、-O-CH3；所述全氟乙烯基醚磺酸锂结构单元中，其：m为0～10的整数，n为0～6的整数；所述聚偏氟乙烯结构单元、所述乙烯基苄基结构单元和所述全氟乙烯基醚磺酸锂结构单元各自的摩尔份分数分别为：x/(x+y+z)＝0.55～0.85，y/(x+y+z)＝0.05～0.35，z/(x+y+z)＝0.10～0.40。3.根据权利要求1所述的磺酸锂三元共聚物，其特征在于：所述乙烯基苄基结构单元中，其：R1为-H、-Br、-CH3；R2为-H、-CH3；R3为-H、-CH2Br、-CH3；所述全氟乙烯基醚磺酸锂结构单元中，其：m为1～3的整数，n为0～2的整数；所述聚偏氟乙烯结构单元、所述乙烯基苄基结构单元和所述全氟乙烯基醚磺酸锂结构单元各自的摩尔份分数分别为：x/(x+y+z)＝0.60～0.80，y/(x+y+z)＝0.10～0.30，z/(x+y+z)＝0.10～0.30。4.一种权利要求1～3中任意一项所述的磺酸锂三元共聚物的制备方法，其特征在于，2CN112250786A权利要求书2/2页包括如下步骤：在反应装置中，分别按照聚偏氟乙烯结构单元、乙烯基苄基结构单元和全氟乙烯基醚磺酸锂结构单元各自的摩尔份分数加入偏氟乙烯单体、乙烯基苄基单体和全氟乙烯基醚磺酸锂单体以及引发剂，采用聚合反应法共聚制成所述磺酸锂三元共聚物，其反应式为：5.根据权利要求4所述的磺酸锂三元共聚物的制备方法，其特征在于：所述反应装置为高压反应釜；所述分别加入偏氟乙烯单体、乙烯基苄基单体和全氟乙烯基醚磺酸锂单体以及引发剂步骤中，具体包括：在所述高压反应釜中，首先加入乙烯基苄基单体、全氟乙烯基醚磺酸锂单体和引发剂，反复抽空除去氧气，然后，在氮气氛围下充入偏氟乙烯单体气体，且使所述高压反应釜内的压力保持在1.25～1.85MPa之间；所述采用聚合反应法共聚制成所述磺酸锂三元共聚物步骤中，具体包括：将所述高压反应釜内的物料缓慢升温至75～135℃，在机械搅拌下通过聚合反应法反应12-36小时，然后冷却至室温，释放未反应气体，得到磺酸锂三元共聚物乳液，所述乳液经乙醇溶液破乳后得到破乳液，所述破乳液经洗涤除去乳化剂和未反应的所述偏氟乙烯单体、所述乙烯基苄基单体和所述全氟乙烯基醚磺酸锂单体后，烘干即得所述磺酸锂三元