[發明專利]一種多臂星型嵌段聚合物基電解質及其制備方法

無效

• 申請號: 201210361809.8
• 申請日: 2012-09-26
• 公開（公告）號: CN103682433A
• 公開（公告）日: 2014-03-26
• 發明（設計）人: 張遼云;任士通;李化毅;常賀飛;鄭濤;胡友良
• 申請（專利權）人: 中國科學院研究生院
• 主分類號: H01M10/0565
• 分類號: H01M10/0565;C08F293/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種全固態多臂星形嵌段聚合物電解質，其特征在于：所述的聚合物電解質是由多臂星形嵌段聚合物基體與鋰鹽組成，不包含任何易燃及可揮發性溶劑。

2.根據權利要求1所述的多臂星形嵌段聚合物電解質，其特征在于：所述多臂星形嵌段聚合物電解質采用溶液澆注法制備，包括以下步驟，

1)、將鋰鹽于80℃真空烘箱中干燥24小時；

2)、稱取一定量的鋰鹽和多臂星形嵌段聚合物溶于溶劑中，強烈攪拌至形成均勻溶液；

3)、將上述溶液倒入聚四氟乙烯模具中，室溫揮發除去大部分溶劑后，80℃真空干燥24小時，得到固體聚合物電解質。

3.根據權利要求1～2任一項所述的多臂星形嵌段聚合物電解質，其特征在于：所述鋰鹽為高氯酸鋰、六氟磷酸鋰、六氟砷酸鋰、四氟硼酸鋰、二草酸硼酸鋰、二氟草酸硼酸鋰、三氟甲基磺酸鋰和雙三氟甲基磺酰亞胺鋰中的一種。所述鋰鹽用量為聚合物基體質量的5～100％。

4.根據權利要求1～3任一項所述的多臂星形嵌段聚合物電解質，其特征在于：所述溶劑為二甲基亞砜、四氫呋喃、丙酮、乙腈中的一種。所述溶劑用量為聚合物基體質量的2～15倍。

5.根據權利要求1～4任一項所述的多臂星形嵌段聚合物電解質，其特征在于：所述的聚合物基體為多臂星形嵌段聚合物，該多臂星形嵌段聚合物采用先核后臂的方法制備。所述多臂星形嵌段聚合物具有式(1)的結構，

式(1)

該星形聚合物的核和臂之間通過化學鍵連接，其中所述核是超支化聚苯乙烯及其共聚物、超支化聚丙烯酸酯及其共聚物，所述臂為剛性鏈段和含柔性PEO側鏈的聚甲氧基聚乙二醇丙烯酸酯鏈段組成的嵌段共聚物；R為苯基、取代苯基、吡啶基、取代吡啶基、芐酯基、環烷酯基，優選為苯基；R₁為-H或-CH₃，m為1～100的聚合度，優選為40～70，n為1～200的聚合度，優選20～150；y為1～100的聚合度，優選4～30；z為1～100臂數，優選20～50。

6.根據權利要求1～5任一項所述的多臂星形嵌段聚合物，其特征在于：所述星形聚合物核由乙烯基鹵代化合物與共聚單體通過原子轉移自由基-自縮合乙烯基聚合(ATR-SCVP)得到，其中乙烯基鹵代化合物選自對氯甲基苯乙烯、間氯甲基苯乙烯、對溴甲基苯乙烯、間溴甲基苯乙烯、2-(2-溴代丙酰氧基)丙烯酸乙酯、2-(2-溴代異丁酰氧基)丙烯酸乙酯，優選對氯甲基苯乙烯、對溴甲基苯乙烯；共聚單體選自苯乙烯及其衍生物、丙烯酸酯及其衍生物，優選為苯乙烯，甲基丙烯酸甲酯。其中乙烯基鹵代化合物的摩爾含量為10％～100％，優選為50％。

7.根據權利要求1～6任一項所述的多臂星形嵌段聚合物，其特征在于：所述多臂星形嵌段聚合物以超支化聚苯乙烯及其共聚物、超支化聚丙烯酸酯及其共聚物為核，連續引發苯乙烯及其衍生物、乙烯基吡啶及其衍生物、丙烯酸芐酯或丙烯酸環烷酯與甲氧基聚乙二醇丙烯酸酯的原子轉移自由基聚合(ATRP)。

8.根據權利要求1～7任一項所述的多臂星形嵌段共聚物，其特征在于：星形共聚物中聚氧乙烯(PEO)結構的質量含量為3～90％。

9.根據權利要求6～8的方法，其中所述的多臂星形嵌段共聚物通過如下步驟制備：

1)分別以鹵化亞銅和多齒含氮化合物作為催化劑和配體，催化乙烯基鹵代化合物與共聚單體的ATR-SCVP，得到超支化聚合物，作為多臂星形嵌段共聚物的核；

2)以步驟1)制備得到的超支化聚合物為引發劑，分別以鹵化亞銅和多齒含氮化合物作為催化劑和配體，催化苯乙烯及其衍生物、乙烯基吡啶及其衍生物、丙烯酸芐酯或丙烯酸環烷酯的ATRP，得到多臂星型聚合物；

3)以步驟2)制備得到的多臂星形聚合物為引發劑，分別以鹵化亞銅和多齒含氮化合物作為催化劑和配體，催化甲氧基聚乙二醇丙烯酸酯的ATRP，得到所述多臂星形嵌段共聚物。

其中，鹵化亞銅選自氯化亞銅和溴化亞銅，優選為氯化亞銅；多齒含氮化合物選自2，2’-聯吡啶、4，4’二庚基-2，2’-聯吡啶、五甲基二乙撐三胺、六次甲基四胺、四甲基乙二胺、三(2-吡啶甲基)胺、三(2-二甲氨乙基)胺中的至少一種，優選為2，2’-聯吡啶和五甲基二乙撐三胺。