[发明专利]含磺酸锂离子共聚物及其制备方法

权利要求书

1.一种含磺酸锂离子共聚物，适用于锂电池，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摩尔份丙烯酸酯单体组成的丙烯酸酯结构单元(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：

所述丙烯酸酯结构单元中，其：

R为H或CH₃；

所述全氟乙烯基醚磺酸锂结构单元中，其：

n为0～5的整数，p为1～8的整数；

所述聚偏氟乙烯结构单元、所述丙烯酸酯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)＝0.55～0.75，y/(x+y+z)＝0.05～0.15，z/(x+y+z)＝0.10～0.35。

2.根据权利要求1所述的含磺酸锂离子共聚物，其特征在于：

所述全氟乙烯基醚磺酸锂结构单元中，其：

n为1、2中的任意一个，p为1、2、3、4中的任意一个；

所述聚偏氟乙烯结构单元、所述丙烯酸酯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)＝0.60～0.70，y/(x+y+z)＝0.10～0.15，z/(x+y+z)＝0.20～0.30。

3.一种权利要求1或2所述的含磺酸锂离子共聚物的制备方法，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、丙烯酸酯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、丙烯酸酯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含磺酸锂离子共聚物，其反应式为：

4.根据权利要求3所述的含磺酸锂离子共聚物的制备方法，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、丙烯酸酯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，首先加入丙烯酸酯单体、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含磺酸锂离子共聚物步骤中，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16-32小时，然后冷却至室温，释放未反应气体，得到含磺酸锂离子共聚物乳液，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、所述丙烯酸酯单体和所述全氟乙烯基醚磺酸锂单体后，烘干即得所述含磺酸锂离子共聚物。

5.根据权利要求4所述的含磺酸锂离子共聚物的制备方法，其特征在于：所述引发剂为过氧化苯甲酰、偶氮化合物或过硫酸盐中的一种。

6.根据权利要求4所述的含磺酸锂离子共聚物的制备方法，其特征在于：所述聚合反应法为乳液聚合法、悬浮聚合法或水相溶液聚合法中的任意一种。

7.根据权利要求6所述的含磺酸锂离子共聚物的制备方法，其特征在于：所述乳液聚合法中，还包括乳化剂，所述乳化剂为全氟辛酸铵。

8.根据权利要求6所述的含磺酸锂离子共聚物的制备方法，其特征在于：所述水相溶液聚合法中，还包括分散介质，所述分散介质为三氟三氯乙烷。

9.根据权利要求4所述的含磺酸锂离子共聚物的制备方法，其特征在于：

所述乳液经乙醇溶液破乳得到破乳液后，将所述破乳液溶解在有机溶剂中以待后续的洗涤和烘干操作步骤，所述有机溶剂为N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮、乙醇、异丙醇、二甲基亚砜或乙酸乙酯中的一种或多种的混合物。