[发明专利]碳氯高分子聚合物中间体与碳氯高分子聚合物的制备方法、碳氯高分子聚合物及其应用

说明书

本发明公开了一种碳氯高分子聚合物中间体的制备方法，包括以下步骤：(1)将氯代烯烃在催化剂作用下进行聚合反应得到反应物；(2)将步骤(1)中得到的反应物进行离心、洗涤、干燥得到碳氯高分子聚合物中间体。本发明还提供一种碳氯高分子聚合物的制备方法，在保护性气氛下，将上述的碳氯高分子聚合物中间体进行碳化处理，即得到碳氯高分子聚合物。本发明还提供一种由上述制备方法得到碳氯高分子聚合物及其应用。本发明的碳氯高分子聚合物作为导电剂，使用添加量少，添加量最少可达活性物质的万分之一左右，是常规导电剂用量的1％。

技术领域

本发明属于电池材料领域，尤其涉及一种用于导电的高分子聚合物中间体和高分子聚合物的制备方法、高分子聚合物及其应用。

背景技术

随着石油、煤炭等化石能源的日益枯竭，能源危机和能源污染步步逼近，获取新型能源已经变得十分迫切。锂离子电池具有高电压、高能量密度、高安全性、低自放电率等优点，是一种很有前途的新能源产品。随着科学技术的进一步发展，人们对锂离子电池的要求也越来越高。在电动汽车、太阳能储能电池、储能电站、智能手机、手提电脑等应用领域，需要锂离子电池具备更高的能量密度。

锂离子电池主要由正负极活性物质提供能量密度，导电碳做为其中一种必不可少的导电添加剂物质(即导电剂)，其用量越少，正负极活性物质占比就越大，锂离子电池的能量密度就越高。导电剂的导电性越好，其用量可以相对更少，正负极活性物质的占比可以相对更多。因此，锂离子电池导电剂需要具有极其优异的导电性能，但现有市面上应用的导电剂(如特米高SP等)的导电性能难以满足低添加量的需求，导电剂的添加量往往较多，影响锂离子电池的能量密度。碳氯高分子聚合物作为一种高性能的碳化物，现有技术中还未见将碳氯高分子聚合物作为导电剂添加的报道，制备一种性能更加优异的碳氯高分子聚合物并将其用作导电剂，可以大大减小导电剂的添加量。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服以上背景技术中提到的不足和缺陷，提供一种导电性能优异的碳氯高分子聚合物中间体和碳氯高分子聚合物的制备方法、碳氯高分子聚合物及其应用。为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

一种碳氯高分子聚合物中间体的制备方法，包括以下步骤：

(1)将有机溶剂与氯代烯烃(C_mH_nCl_k)混合，在催化剂作用下进行聚合反应得到反应物；所述有机溶剂为极性非质子溶剂，所述极性非质子溶剂为醚、酰胺、胺、亚砜、酮、腈和酯中的一种或多种；所述催化剂为非极性催化气体；

(2)将步骤(1)中得到的反应物进行离心、洗涤、干燥得到碳氯高分子聚合物中间体。

上述制备方法中，优选的，所述极性非质子溶剂为二甲基亚砜、乙二醇二甲醚、丁二酸二甲酯、N-甲基吡咯烷酮和二甲基乙酰胺中的一种或多种；所述非极性催化气体为氮气、氢气和二氧化碳中的一种或多种(优选纯度为99.9％以上)。本发明的碳氯高分子聚合物在有机非水溶剂的条件下合成，亲油性更佳，分散性能更好，利用小添加量的分散均匀。催化气体要求是非极性的，且要求具有一定的催化活性。

上述制备方法中，优选的，所述有机溶剂与氯代烯烃的质量比为10：(1-100)。更优选的，所述极性非质子溶剂与氯代烯烃的质量比为10：1控制在上述质量比主要是考虑到反应产物的产率，质量比过高或过低均会影响反应物的产率。

上述制备方法中，优选的，所述氯代烯烃为线性氯代烯烃，所述线性氯代烯烃为四氯乙烯、六氯丙烯、五氯丙烯、四氯丙烯、三氯丙烯、二氯丙烯、六氯丁二烯、五氯丁二烯、四氯丁二烯、三氯丁二烯、二氯丁二烯和一氯丁二烯中的一种或多种。采用线性氯化烯烃易于发生聚合反应，上述例举的氯化烯烃的成本相对更低，原料更加易得。