[發明專利]一種固體聚合物電解質及其制備方法以及復合正極和固態鋰離子電池

有效

• 申請號: 201710115416.1
• 申請日: 2017-03-01
• 公開（公告）號: CN106898812B
• 公開（公告）日: 2019-05-31
• 發明（設計）人: 施德安;紀肖肖;張新立;吳京
• 申請（專利權）人: 北京當代經典科技有限公司
• 主分類號: H01M10/0562
• 分類號: H01M10/0562;H01M10/0565;H01M10/0525
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 王加貴

1.一種固體聚合物電解質，包括由梳狀聚合物交聯而成的網狀聚合物和鋰鹽，所述梳狀聚合物包括主鏈和側鏈，所述主鏈為橋連于硅原子和硼原子之間的聚乙二醇，所述側鏈為連接于硅原子或硼原子上的聚乙二醇單甲醚，所述梳狀聚合物的結構單元具有式Ⅰ所示的結構：

其中，R為正丙基三甲氧基、乙烯基三甲氧基、烯丙基三甲氧基、甲基三乙氧基、氯三乙氧基、乙基三乙氧基和正丙基三乙氧基中的一種；

m和n獨立地為3～22；

x和y獨立地為2～44。

2.根據權利要求1所述的固體聚合物電解質，其特征在于，所述梳狀聚合物的分子量為50000～70000。

3.根據權利要求1所述的固體聚合物電解質，其特征在于，所述鋰鹽中的鋰離子與梳狀聚合物中氧原子的摩爾比為1:8～25。

4.權利要求1～3任意一項所述固體聚合物電解質的制備方法，包括以下步驟：

(1)將氧化硼、聚乙二醇和聚乙二醇單甲醚混合，加熱得到預聚物；

(2)向所述步驟(1)得到的預聚物中滴加硅烷，聚合反應得到梳狀聚合物；

(3)向所述步驟(2)得到的梳狀聚合物中滴加交聯劑，得到網狀聚合物前驅體；

(4)將所述步驟(3)得到的網狀聚合物前驅體與鋰鹽混合，交聯反應得到固體聚合物電解質；

所述步驟(1)、(2)和(3)在無水無氧條件下進行。

5.根據權利要求4所述的制備方法，其特征在于，所述聚乙二醇、聚乙二醇單甲醚、氧化硼和硅烷的摩爾比為1:0.8～1.2:0.1～5:0.5～1.5。

6.根據權利要求4或5所述的制備方法，其特征在于，所述氧化硼的粒徑為100～500nm。

7.根據權利要求4所述的制備方法，其特征在于，所述步驟(2)中聚合反應的pH值為1～5，聚合反應的溫度為60～80℃，聚合反應的時間為20～30min。

8.根據權利要求4所述的制備方法，其特征在于，所述步驟(4)中交聯反應的溫度為60～80℃，交聯反應的時間為4～6h。

9.一種復合正極，包括權利要求1～3任意一項所述固體聚合物電解質或按照權利要求4～8任意一項所述制備方法制備的固體聚合物電解質、活性物質、導電劑和粘結劑。

10.一種固態鋰離子電池，包括權利要求1～3任意一項所述固體聚合物電解質或按照權利要求4～8任意一項所述制備方法制備的固體聚合物電解質、權利要求9所述復合正極和鋰負極。