[發明專利]一種功能聚合物、聚合物電解質膜、阻燃聚合物電解質復合膜及其制備方法、鋰離子電池

有效

• 申請號: 201710051528.5
• 申請日: 2017-01-23
• 公開（公告）號: CN108341932B
• 公開（公告）日: 2020-10-02
• 發明（設計）人: 侯紅軍;薛旭金;王永勤;楊華春;劉海霞;薛峰峰;李霞;郭賢慧;馬廣輝;楊明霞
• 申請（專利權）人: 多氟多化工股份有限公司
• 主分類號: C08G61/08
• 分類號: C08G61/08;H01M10/0525;H01M10/0565;H01M10/42
• 代理公司: 鄭州睿信知識產權代理有限公司 41119
• 代理人: 張鵬輝

1.一種功能聚合物，其特征在于，由如式1所示的結構單元構成的聚合鏈、阻燃基團、鋰離子傳導基團、封端基團構成，在所述聚合鏈的結構單元的1號位或2號位上連接有阻燃基團和鋰離子傳導基團，所述阻燃基團與鋰離子傳導基團的摩爾比為1:(2～4)；

其中，式1中X是30～600的整數；

所述阻燃基團具有如式2所示結構，

式2中，R＝C_aH_2a+1，其中a的取值為1～3的整數；

所述鋰離子傳導基團具有如式3所示結構，

式3中，m的取值為7～16的整數；

所述聚合鏈兩端連接有封端基團，封端基團為CH₂或CHPh。

2.一種聚合物電解質膜，其特征在于，所述聚合物電解質膜包括如權利要求1所述的功能聚合物和鋰鹽。

3.一種阻燃聚合物電解質復合膜，其特征在于，所述阻燃聚合物電解質復合膜包括如權利要求2所述的聚合物電解質膜和復合在所述聚合物電解質膜表面的基體膜。

4.一種如權利要求3所述的阻燃聚合物電解質復合膜的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

1)將降冰片烯磷酸酯、降冰片烯聚乙二醇單甲醚經開環移位聚合反應，制得功能聚合物；

所述降冰片烯磷酸酯的結構如式4所示：

式4中，R＝C_aH_2a+1，a為1～3的整數；

所述降冰片烯聚乙二醇單甲醚的結構如式5所示：

其中，m為7～16的整數；

2)將步驟1)中的所得的功能聚合物和鋰鹽在有機溶劑中混合均勻，然后澆鑄成膜，得聚合物電解質膜；

3)將步驟2)制得的聚合物電解質膜與基體膜復合，即得。

5.如權利要求4所述的阻燃聚合物電解質復合膜的制備方法，其特征在于，步驟1)中所述開環移位聚合反應包括以下步驟：

將降冰片烯磷酸酯和降冰片烯聚乙二醇單甲醚溶于有機溶劑中，得到溶液1；將Grubbs第二代引發劑溶于有機溶劑中，得到溶液2；將溶液1加入到溶液2中，反應2～6h，加入終止劑，停止反應后除去有機溶劑。

6.如權利要求4所述的阻燃聚合物電解質復合膜的制備方法，其特征在于，步驟1)中所述開環移位聚合反應包括以下步驟：

將降冰片烯磷酸酯溶于有機溶劑中，得到溶液A；將降冰片烯聚乙二醇單甲醚溶于有機溶劑中，得到溶液B；將Grubbs第二代引發劑溶于有機溶劑中，得到溶液C；將溶液A加入到溶液C中反應2～6h得到混合液，然后向混合液中加入溶液B反應2～6h，然后加入終止劑，停止反應后除去有機溶劑。

7.如權利要求4～6任一項所述的阻燃聚合物電解質復合膜的制備方法，其特征在于，所述步驟2)中聚合物電解質膜中的鋰與功能聚合物中的環氧乙烷重復單元的摩爾比為1：(4～25)。

8.如權利要求4所述的阻燃聚合物電解質復合膜的制備方法，其特征在于，所述鋰鹽為四氟硼酸鋰或雙三氟甲基磺酰亞胺鋰。

9.如權利要求4所述的阻燃聚合物電解質復合膜的制備方法，其特征在于，步驟3)中所述復合包括如下步驟：

將基體膜和/或聚合物電解質膜的表面用乙醇水溶液浸潤，然后將基體膜和聚合物電解質膜貼合得到濕膜，將濕膜夾在兩塊平板之間，施加0.01MPa～0.03MPa的壓力，干燥。

10.一種鋰離子電池，其特征在于，包括電解質膜，所述電解質膜為權利要求3所述的阻燃聚合物電解質復合膜。