[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

本發明涉及一種功能聚合物、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，屬于鋰離子電池技術領域。本發明的功能聚合物包括結構單元構成的聚合鏈，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)。本發明中的阻燃基團使得功能聚合物具有很好的阻燃功能，鋰離子傳導基團使得Li⁺能在功能聚合物中傳遞速度較快。本發明的阻燃聚合物電解質復合膜具有電導率高，阻燃性能強等優點，在鋰離子電池領域具有潛在的應用價值。

技術領域

本發明涉及一種功能聚合物、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，屬于鋰離子電池技術領域。

背景技術

相比于其他二次電池,鋰離子電池具有能量密度高、輸出電壓高、輸出功率大、自放電效應小、環境友好、工作溫度寬、無記憶等特點,自1991年由日本索尼公司實現產業化以來,被廣泛應用于手機、筆記本電腦等便攜式電子設備中。而且,鋰離子電池作為動力電池在混合動力汽車、插電式混合動力汽車及純電動汽車中有極好的應用前景。

現有技術中，一般使用的電解液為有機電解液(LiPF₆溶于有機碳酸酯組成),采用阻燃性不好的PP/PE(聚丙烯/聚乙稀)微孔膜作為隔膜,電池在濫用、微短路或電池內部過熱的情況下，極易起火，從而引起事故。而現有的固態鋰離子電解質，通常存在電導率較低的問題，而且阻燃效果也很一般。所以，現有的電解質，無論液態還是固態，都存在一定的缺陷。

申請公布號為CN103199301A的中國發明專利公開了一種復合凝膠聚合物電解質，該復合凝膠聚合物電解質由復合電解質膜和液體電解質組成，其中復合電解質膜由兩層或多層組成，其中至少有一層為固態聚合物電解質，至少有一層為與該固態聚合物電解質不同的高分子材料，該發明的膜制備步驟繁瑣，而且制備的膜依然含有液態電解液，所以不具有阻燃性。

申請公布號為CN102117938A的中國發明專利公開了一種聚合物電解質膜，該電解質膜包括含硅氧鍵長鏈的聚合物和氧化硅，其中，含硅氧鍵長鏈的聚合物和氧化硅是聚合物基體和硅酸酯在pH值為6.5-8.0的有機溶液中反應的產物，聚合物基體選自聚偏氟乙烯-六氟丙烯等。該聚合物電解質膜的具有吸液性強、離子導電性強、內阻小等優點，但是該聚合物電解質膜仍然需要使用增塑劑，而增塑劑易于燃燒，從而存在著火爆炸的危險。

發明內容

本發明的目的旨在提供一種阻燃性能好的功能聚合物。

本發明的另一個目的在于提供一種包含上述功能聚合物的聚合物電解質膜。

本發明的另一個目的在于提供一種阻燃聚合物電解質復合膜。

本發明的另一個目的在于提供一種上述阻燃聚合物電解質復合膜的制備方法。

本發明的另一個目的在于提供一種采用上述阻燃聚合物電解質復合膜的鋰離子電池。

為了實現上述目的，本發明的功能聚合物的技術方案如下：

一種功能聚合物，包括由如式1所示的結構單元構成的聚合鏈，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。