碳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CN112250785A(43)申请公布日2021.01.22(21)申请号202011109925.1C08F212/12(2006.01)(22)申请日2020.10.16C08F212/14(2006.01)C08F218/00(2006.01)(66)本国优先权数据H01M10/0525(2010.01)202011025549.82020.09.25CNH01M10/0565(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)C08F212/08(2006.01)权利要求书2页说明书13页(54)发明名称碳酸锂三元共聚物及其制备方法(57)摘要一种碳酸锂三元共聚物及其制备方法，所述碳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乙烯基‑烷基碳酸锂结构单元；制备方法包括：在反应装置中，分别加入偏氟乙烯单体、乙烯基苄基单体和乙烯基‑烷基碳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，通过在共聚物中引入乙烯基苄基、大量的酯键和碳酸键这类极性基团，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。CN112250785ACN112250785A权利要求书1/2页1.一种碳酸锂三元共聚物，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摩尔份乙烯基-烷基碳酸锂单体组成的乙烯基-烷基碳酸锂结构单元(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所述的碳酸锂三元共聚物，其特征在于：所述乙烯基苄基单体中，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；所述乙烯基-烷基碳酸锂单体中：n为≥1的整数；且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乙烯基-烷基碳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所述的碳酸锂三元共聚物，其特征在于：所述乙烯基苄基单体中，其：R1为-H、-Br、-CH3；R2为-H、-CH3；R3为-H、-CH2Br、-CH3；所述乙烯基-烷基碳酸锂单体中：n为2～6的整数；且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乙烯基-烷基碳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中任意一项所述的碳酸锂三元共聚物的制备方法，其特征在于，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乙烯基-烷基碳酸锂结构单元各自的摩尔份分数加入偏氟乙烯单体、乙烯基苄基单体和乙烯基-烷基碳酸锂单体以及引发剂，采用聚合反应法共聚制成所述碳酸锂三元共聚物，其反应式为：2CN112250785A权利要求书2/2页5.根据权利要求4所述的碳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、乙烯基苄基单体和乙烯基-烷基碳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、乙烯基-烷基碳酸锂单体和引发剂，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碳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24小时，然后冷却至室温，释放未反应气体，得到碳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乙烯基-烷基碳酸锂单体后，烘干即得所述碳酸锂三元共聚物。6.根据权利要求5所述的碳酸锂三元共聚物的制备方法，其特征在