[發明專利]一種碳酸亞乙烯酯及聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯基聚合物電解質及其制備方法

有效

• 申請號: 201710618554.1
• 申請日: 2017-07-26
• 公開（公告）號: CN107492680B
• 公開（公告）日: 2020-10-27
• 發明（設計）人: 白永平;趙彥彪;安茂忠;陳國榮;白楊;李衛東;席丹;殷曉芬
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學無錫新材料研究院;無錫海特新材料研究院有限公司
• 主分類號: H01M10/056
• 分類號: H01M10/056;H01M10/0565;H01M10/0525;C08G64/30
• 代理公司: 北京中恒高博知識產權代理有限公司 11249
• 代理人: 陸菊華

1.一種碳酸亞乙烯酯及聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯基聚合物電解質，其特征在于，鋰鹽分散在固態聚合物基體內，所述固態聚合物基體中鋰鹽的含量為5～50wt％；

所述固態聚合物基體為聚碳酸亞乙烯酯及聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯與骨架單體的共聚物；

所述聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯分子量為200-20000；

所述骨架單體為馬來酸酐、烯丙基-1,3-磺酸內酯、醋酸乙烯酯、丙烯腈、丙烯酰胺、氰基丙烯酸酯、丙烯酸鋰、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸酯衍生物中的至少一種；

在聚碳酸亞乙烯酯及聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯與骨架單體的共聚物中，碳酸亞乙烯酯及聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯結構單元在共聚物中的質量分數為10％-100％。

2.根據權利要求1所述的聚合物電解質，其特征在于，所述鋰鹽為高氯酸鋰、六氟磷酸鋰、二草酸硼酸鋰、六氟砷酸鋰、四氟硼酸鋰、三氟甲基磺酸鋰、雙三氟甲基磺酰亞胺鋰和雙氟磺酰亞胺鋰中的至少一種。

3.根據權利要求1所述的聚合物電解質，其特征在于，所述聚合物電解質還含有1～50wt％的無機填料及/或快離子導體。

4.根據權利要求3所述的聚合物電解質，其特征在于，所述無機填料為二氧化硅、二氧化鈦、三氧化二鋁、氧化鋯、氧化鎳、氮化硅、氫氧化鎂、硅藻土、蒙脫土或高嶺土中的至少一種；所述快離子導體為Li₇La₃Zr₂O₁₂、Li₁₀GeP₂S₁₂、Li₃OCl_0.5Br_0.5、Li₃xLa_(2/3)-xTiO₃、Li₅La₃Ta₂O₁₂、Li₅La₃Nb₂O₁₂、Li_5.5La₃Nb_1.75In_0.25O₁₂、Li₃N-LiCl、Li₃N-LiBr、Li₃N-LiI、Li₁₄Zn(GeO₄)₄、LiZr₂(PO₄)₃、Li₃OCl、LiPON或Li₂S-MaSb中的至少一種，其中，0.04x0.14，M＝Al、Si或P，a和b的取值分別為1-3。

5.一種如權利要求1-4中任意一項所述的碳酸亞乙烯酯及聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯基聚合物電解質的制備方法，其特征在于，碳酸亞乙烯酯及聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯與骨架單體，在引發劑的作用下，聚合得到全固態的聚合物電解質；具體步驟如下：

1)將碳酸亞乙烯酯及聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯與骨架單體加入溶劑中制成均一溶液；

2)在上述溶液中加入引發劑，引發劑加入量為單體質量的0 .1-1％；

3)在40-80℃溫度下，碳酸亞乙烯酯及聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯與骨架單體聚合得到全固態聚合物電解質；

4)再將鋰鹽加入該溶液中，攪拌至完全溶解，干燥后得到聚合物電解質。

6.根據權利要求5所述的制備方法，其特征在于，在步驟4)中，加入無機填料及/或快離子導體。

7.根據權利要求5所述的制備方法，其特征在于，所述溶劑為乙腈、二甲基亞砜、環丁砜、亞硫酸二甲酯、亞硫酸二乙酯、丙酮、四氫呋喃、三氯甲烷、乙酸乙酯、N ,N-二甲基甲酰胺或N ,N-二甲基乙酰胺中的至少一種；所述引發劑為偶氮二異丁腈、偶氮二異庚腈、偶氮二異丁酸二甲酯、過氧化苯甲酰、過氧化苯甲酰叔丁酯、過氧化甲乙酮中的一種。