本公开涉及电池领域，具体地，涉及添加剂及其制备方法、正极浆料、正极极片、二次电池和用电装置。
背景技术：
1、近年来，随着锂离子二次电池技术的发展，锂离子二次电池广泛应用于水力、火力、风力和太阳能电站等储能电源系统，并在电动工具、电动自行车、电动摩托车、电动汽车、军事装备、航空航天等多个领域有着广泛应用。由于锂离子二次电池取得了极大的发展，因此对其能量密度、循环性能和安全性能等也提出了更高的要求。目前锂离子二次电池在浆料制备以及极片制备等方面仍然存在诸多问题，有待进一步改进。
技术实现思路
1、在本技术的一个方面，本技术提出了一种用于电池的添加剂，所述添加剂为聚合物，所述聚合物的主链为聚醚结构，所述聚合物的取代基包含含氮基团和/或含苯基基团，所述取代基位于所述聚合物的主链上和/或所述聚合物的支链上。由此，该添加剂可以提高正极浆料的稳定性、固含量和分散均匀性。
2、根据本技术的实施例，所述含氮基团位于所述聚合物的支链上。
3、根据本技术的实施例，所述聚合物的端基包括所述含苯基基团。由此，可以提高添加剂的分散效果。
4、根据本技术的实施例，所述含氮基团包括氨基、硝基、亚硝基、肟基、氰基、氰酸根、异氰酸根、氰酸酯基、异氰酸酯基、硫氰酸根、异硫氰酸根、硫氰酸酯基、异硫氰酸酯基、碳二亚胺基、重氮基、吡咯基、吡啶基、嘧啶基、异噻唑基、噻唑基、咪唑基和酰基中的至少之一。由此，可以提高添加剂的分散效果。
5、根据本技术的实施例，所述含苯基基团位于所述聚合物的支链上。由此，可以提高添加剂的分散效果。
6、根据本技术的实施例，所述聚合物包括第一重复单元，所述第一重复单元包括所述含氮基团，由此，可以进一步提高添加剂的分散效果。
7、根据本技术的实施例，所述第一重复单元的结构如式（a）所示：
8、式（a）。
9、根据本技术的实施例，所述聚合物的结构如式（b）所示，
10、式（b），
11、其中，所述添加剂中所述第一重复单元的数量为a，所述r3包括含氮基团。由此，可以提高添加剂的增塑效果和分散效果。
12、根据本技术的实施例，所述第二重复单元的结构如式（ⅲ）所示，
13、式（ⅲ）。
14、根据本技术的实施例，所述聚合物的结构如式（o）所示：
15、式（o），
16、其中，所述聚合物中所述第二重复单元的数量为b。由此，可以提高添加剂的增塑效果和分散效果。
17、根据本技术的实施例，所述a为1-400。
18、根据本技术的实施例，所述b为1-2000。由此，可以进一步提高添加剂的增塑效果和分散效果。
19、根据本技术的实施例，所述a与所述b的比值c为0.1-10。由此，可以进一步提高添加剂的增塑效果和分散效果。
20、根据本技术的实施例，所述添加剂的分子量为300-120000。由此，可以进一步提高添加剂的分散效果和增塑效果。
21、根据本技术的实施例，所述聚合物的结构如式（1）所示，
22、式（1），其中，r为c1-c10的烷基或苯基，a为所述聚合物中第三重复单元的数量，b为所述聚合物中第四重复单元的数量，c为所述聚合物中第五重复单元的数量，d为所述聚合物中第六重复单元的数量。由此，可以改善添加剂的柔性。
23、根据本技术的实施例，所述聚合物的结构如式（2）或式3所示，
24、式（2），
25、式（3），
26、其中，e为所述聚合物中第七重复单元的数量，f为所述聚合物中第八重复单元的数量。由此，可以改善添加剂的柔性、增塑效果和分散效果。
27、根据本技术的实施例，所述a和所述c分别独立地为1-400。
28、根据本技术的实施例，所述b和所述d分别独立地为1-2000。
29、根据本技术的实施例，所述e为1-400，和/或，所述f为1-2000。
30、在本技术的另一方面，本技术提出了一种制备前述的添加剂的方法，包括：提供单体，所述单体含有环氧基团；令所述单体发生聚合反应，以形成主链为聚醚结构的聚合物，其中，所述聚合物的取代基包含含氮基团和/或含苯基基团，所述取代基位于所述聚合物的主链上和/或所述聚合物的支链上。由此，可以通过较为简便的方法制得前述兼具较优分散效果和增塑效果的添加剂。
31、根据本技术的实施例，所述单体的取代基包括含氮基团，所述提供单体包括：提供第一单体，所述提供第一单体包括：将环氧化合物和含氮化合物溶解于溶剂中，通过第一加热反应得到第一溶液。由此，可以通过较为简便的方法制得单体。
32、根据本技术的实施例，所述环氧化合物包括环氧氯丙烷，所述含氮化合物包括酰胺类物质。由此，可以通过环氧化合物形成添加剂的聚醚结构主链，通过含氮化合物向添加剂引入含氮基团。
33、根据本技术的实施例，所述酰胺类物质具有取代基r1，所述r1包括氢和烷基中的至少之一。由此，通过含氮化合物向添加剂引入取代基r1。
34、根据本技术的实施例，所述令所述单体发生聚合反应包括：向所述第一溶液中加入溶剂和引发剂，通过第二加热反应得到第二溶液，所述第二溶液含有具有第一重复单元结构的聚合物；向所述第二溶液中加入所述溶剂和第二单体，通过第三加热反应得到第三溶液，所述第三溶液含有具有第二重复单元结构的聚合物；向所述第三溶液中加入封端剂，通过第四加热反应得到第四溶液，所述第四溶液含有所述添加剂。由此，可以通过聚合反应得到主链为聚醚结构的聚合物添加剂。
35、根据本技术的实施例，所述溶剂包括甲苯，所述引发剂包括醇钠类物质。由此，可以通过醇钠类物质引发聚合反应的发生，并向添加剂引入苯基。
36、根据本技术的实施例，所述醇钠类物质与所述第一单体的摩尔比为（1：2）-（1：300）。由此，可以通过原料配比控制添加剂的分子量。
37、根据本技术的实施例，所述第二单体包括含氧化合物。由此，可以通过第二单体的加入进一步控制添加剂的分子量。
38、根据本技术的实施例，所述封端剂包括醇类物质。由此，可以通过醇类物质向添加剂引入取代基r2。
39、根据本技术的实施例，所述单体包括环氧化合物，所述令所述单体发生聚合反应包括：向环氧化合物的溶液中加入引发剂通过第五加热反应得到第五溶液，所述第五溶液含有具有第三重复单元结构和第四重复单元结构的聚合物；向所述第五溶液中加入氯化剂，以得到第六溶液，所述第六溶液含有端基氯取代的所述具有第三重复单元结构和第四重复单元结构的聚合物；向所述第六溶液中加入取代的双羟基烷烃，以得到第七溶液，其中，所述取代的双羟基烷烃的取代基包括含氮基团或含苯基基团；向所述第七溶液中加入环氧化合物，通过第六加热反应得到第八溶液，其中，所述第八溶液含有具有第三重复单元结构、第四重复单元结构、第五重复单元结构和第六重复单元结构的聚合物。由此，可以获得支链上具有苯基和/或含氮基团的聚合物。
40、根据本技术的实施例，进一步包括：向所述第八溶液中加入氯化剂，以得到第九溶液，所述第九溶液含有端基氯取代的所述具有第三重复单元结构、第四重复单元结构、第五重复单元结构和第六重复单元结构的聚合物；向所述第九溶液中加入取代的双羟基烷烃，以得到第十溶液，其中，所述取代的双羟基烷烃的取代基包括含氮基团或含苯基基团；向所述第十溶液中加入环氧化合物，通过第七加热反应得到第十一溶液，其中，所述第十一溶液含有具有第三重复单元结构、第四重复单元结构、第五重复单元结构、第六重复单元结构、第七重复单元结构和第八重复单元结构的聚合物。由此，可以获得支链上具有多个苯基和/或含氮基团的聚合物。
41、根据本技术的实施例，所述环氧化合物包括环氧乙烷和环氧丙烷。由此，有利于开环聚合反应的发生。
42、根据本技术的实施例，所述引发剂包括羟基化合物。由此，可以通过引发剂引入多种非极性基团。
43、根据本技术的实施例，所述氯化剂包括氯化亚砜。由此，有利于提高羟基的氯代。
44、根据本技术的实施例，所述第五加热反应、所述第六加热反应、所述第七加热反应的反应温度分别独立地为90℃-140℃。由此，有利于反应的充分进行。
45、根据本技术的实施例，所述取代的双羟基烷烃的主链碳原子数为1-20。由此，有助于将苯基和/或含氮基团的引入聚合物中。
46、在本技术的又一个方面，本技术提出了一种正极浆料，包括：正极活性材料；添加剂，所述添加剂包括前述的添加剂或采用前述方法所制备的添加剂。由此，可以获得正极活性材料分散效果较好，涂布后不易发生开裂的正极浆料。
47、根据本技术的实施例，所述正极浆料中所述正极活性材料的质量分数与所述添加剂的质量分数之和为92wt%-96wt%。由此，可以提高正极浆料的固含量。
48、在本技术的又一方面，本技术提出了一种正极极片，包括正极集流体和正极活性材料层，所述正极活性材料层由前述的正极浆料固化形成，或所述正极活性材料层包括前述的添加剂，或所述正极活性材料层包括由前述的方法制备的添加剂。由此，该正极极片具有前述正极浆料、前述添加剂以及前述制备方法的全部特征及优点，在此不再赘述。
49、根据本技术的实施例，所述正极活性材料层的单层厚度为30μm-500μm。由此，可以提高正极极片的能量密度。
50、根据本技术的实施例，所述正极活性材料层包括正极活性材料，所述正极活性材料包括内核和碳包覆层，所述碳包覆层至少部分覆盖所述内核的表面。由此，有助于提高正极活性材料在正极活性材料层中的分散性。
51、根据本技术的实施例，所述正极活性材料层包括导电碳。由此，有助于提高导电碳在正极活性材料层中的分散性。
52、根据本技术的实施例，所述正极活性材料层包括溶剂，所述溶剂包括n-甲基吡咯烷酮。由此，有助于提高正极活性材料层中各组分的分散均匀性。
53、根据本技术的实施例，所述正极极片翻折后折痕处可承受辊压的次数为3次-10次。由此，可以提高正极极片的可加工性。
54、根据本技术的实施例，所述正极极片的膜片电阻率为1ω·cm-100ω·cm。由此，可以提高正极极片的导电性。
55、根据本技术的实施例，所述正极活性材料层中所述添加剂的质量分数为0.01wt%-2wt%；。由此，通过较少的添加剂即可以实现正极活性材料层中含碳材料分散性的提高。
56、根据本技术的实施例，所述正极活性材料层中碳团聚体的直径不大于10μm。由此，可以减少含碳材料的团聚。
57、在本技术的又一方面，本技术提出了一种电池，包括：正极极片，所述正极极片为前述的正极极片。由此，该电池具有前述正极极片的全部特征及优点，在此不再赘述。
58、在本技术的又一方面，本技术提出了一种用电装置，包括：前述的电池。由此，该用电装置具有前述电池的全部特征及优点，在此不再赘述。
1.一种用于电池的添加剂，其特征在于，所述添加剂为聚合物，所述聚合物的主链为聚醚结构，所述聚合物的取代基包含含氮基团和/或含苯基基团，所述取代基位于所述聚合物的主链上和/或所述聚合物的支链上。
2.根据权利要求1所述的添加剂，其特征在于，所述含氮基团位于所述聚合物的支链上。
3.根据权利要求1或2所述的添加剂，其特征在于，所述聚合物的端基包括所述含苯基基团。
4.根据权利要求1-3任一项所述的添加剂，其特征在于，所述含氮基团包括氨基、硝基、亚硝基、肟基、氰基、氰酸根、异氰酸根、氰酸酯基、异氰酸酯基、硫氰酸根、异硫氰酸根、硫氰酸酯基、异硫氰酸酯基、碳二亚胺基、重氮基、吡咯基、吡啶基、嘧啶基、异噻唑基、噻唑基、咪唑基和酰基中的至少之一。
5.根据权利要求1-4任一项所述的添加剂，其特征在于，所述含苯基基团位于所述聚合物的支链上。
6.根据权利要求1-4任一项所述的添加剂，其特征在于，所述聚合物包括第一重复单元，所述第一重复单元包括所述含氮基团。
7.根据权利要求6所述的添加剂，其特征在于，所述第一重复单元的结构如式（a）所示：
8.根据权利要求7所述的添加剂，其特征在于，所述聚合物的结构如式（b）所示，
9.根据权利要求7或8所述的添加剂，其特征在于，所述聚合物包括第二重复单元，所述第二重复单元的结构如式（ⅲ）所示，
10.根据权利要求9所述的添加剂，其特征在于，所述聚合物的结构如式（o）所示：
11.根据权利要求6-10任一项所述的添加剂，其特征在于，所述a为1-400。
12.根据权利要求6-11任一项所述的添加剂，其特征在于，所述b为1-2000。
13.根据权利要求6-12任一项所述的添加剂，其特征在于，所述a与所述b的比值c为0.1-10。
14.根据权利要求6-13任一项的添加剂，其特征在于，所述添加剂的分子量为300-120000。
15.根据权利要求5所述的添加剂，其特征在于，所述聚合物的结构如式（1）所示，
16.根据权利要求15所述的添加剂，其特征在于，所述聚合物的结构如式（2）或式3所示，
17.根据权利要求15或16所述的添加剂，其特征在于，所述a和所述c分别独立地为1-400。
18.根据权利要求15-17任一项所述的添加剂，其特征在于，所述b和所述d分别独立地为1-2000。
19.根据权利要求16所述的添加剂，所述e为1-400，和/或，所述f为1-2000。
20.一种制备权利要求1-19任一项所述的添加剂的方法，其特征在于，包括：
21.根据权利要求20所述的方法，其特征在于，所述单体的取代基包括含氮基团，所述提供单体包括：提供第一单体，所述提供第一单体包括：将环氧化合物和含氮化合物溶解于溶剂中，通过第一加热反应得到第一溶液。
22.根据权利要求21所述的方法，其特征在于，所述环氧化合物包括环氧氯丙烷，所述含氮化合物包括酰胺类物质。
23.根据权利要求22所述的方法，其特征在于，所述酰胺类物质具有取代基r1，所述r1包括氢和烷基中的至少之一。
24.根据权利要求21-23任一项所述的方法，其特征在于，所述令所述单体发生聚合反应包括：
25.根据权利要求24所述的方法，其特征在于，所述溶剂包括甲苯，所述引发剂包括醇钠类物质。
26.根据权利要求25所述的方法，其特征在于，所述醇钠类物质与所述第一单体的摩尔比为（1：300）-（1：2）。
27.根据权利要求24所述的方法，其特征在于，所述第二单体包括含氧化合物。
28.根据权利要求24所述的方法，其特征在于，所述封端剂包括醇类物质。
29.根据权利要求20所述的方法，其特征在于，所述单体包括环氧化合物，所述令所述单体发生聚合反应包括：
30.根据权利要求29所述的方法，其特征在于，进一步包括：
31.根据权利要求29或30所述的方法，其特征在于，所述环氧化合物包括环氧乙烷和环氧丙烷。
32.根据权利要求29-31任一项所述的方法，其特征在于，所述引发剂包括羟基化合物，和/或，所述氯化剂包括氯化亚砜。
33.根据权利要求30所述的方法，其特征在于，所述第五加热反应、所述第六加热反应、所述第七加热反应的反应温度分别独立地为90℃-140℃。
34.根据权利要求29或30所述的方法，其特征在于，所述取代的双羟基烷烃的主链碳原子数为1-20。
35.一种正极浆料，其特征在于，包括：
36.根据权利要求35所述的正极浆料，其特征在于，所述正极浆料中所述正极活性材料的质量分数与所述添加剂的质量分数之和为92wt%-96wt%。
37.一种正极极片，其特征在于，包括正极集流体和正极活性材料层，所述正极活性材料层由权利要求35或36所述的正极浆料固化形成，或所述正极活性材料层包括权利要求1-19任一项所述的添加剂，或所述正极活性材料层包括由权利要20-34任一项所述的方法制备的添加剂。
38.根据权利要求37所述的正极极片，其特征在于，所述正极活性材料层的单层厚度为30μm-500μm。
39.根据权利要求37或38所述的正极极片，其特征在于，所述正极活性材料层包括正极活性材料，所述正极活性材料包括内核和碳包覆层，所述碳包覆层至少部分覆盖所述内核的表面。
40.根据权利要求37-39任一项所述的正极极片，其特征在于，所述正极活性材料层包括导电碳。
41.根据权利要求37-40任一项所述的正极极片，其特征在于，所述正极活性材料层包括溶剂，所述溶剂包括n-甲基吡咯烷酮。
42.根据权利要求37-41任一项所述的正极极片，其特征在于，所述正极极片翻折后折痕处可承受辊压的次数为3次-10次。
43.根据权利要求37-42任一项所述的正极极片，其特征在于，所述正极极片的膜片电阻率为1ω·cm-100ω·cm。
44.根据权利要求37-43任一项所述的正极极片，其特征在于，所述正极活性材料层中所述添加剂的质量分数为0.01wt%-2wt%。
45.根据权利要求37-44任一项所述的正极极片，其特征在于，所述正极活性材料层中碳团聚体的直径不大于10μm。
46.一种电池，其特征在于，包括：正极极片，所述正极极片为权利要求37-45任一项所述的正极极片。
47.一种用电装置，其特征在于，包括：权利要求46所述的电池。
