[發(fā)明專利]一種丙烯酸前驅體的制備方法

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• 申請日: 2018-07-27
• 公開（公告）號: CN109020803A
• 公開（公告）日: 2018-12-18
• 發(fā)明（設計）人: 黃沛屾;方艷;任東;李明慧;沈赟;于英超
• 申請（專利權）人: 浙江林奈新能源有限公司
• 主分類號: C07C51/41
• 分類號: C07C51/41;C07C57/04;H01M10/0565;C08F120/06;C08J5/18;C08L33/02
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本發(fā)明一般涉及聚(丙烯酸鋰)(PLA)等材料，可用于聚合物共混膜及其他用途。例如，某些實施例涉及制備聚丙烯酸鋰或制備包括聚丙烯酸鋰的膜的方法。在一些實施例中，丙烯酸鋰單體可以通過強無機堿和弱有機酸之間的中和反應獲得。這類材料可以作為膜用于電化學電池，例如，用于鋰離子電池等電池，或其他應用。在某些情況下，PLA的分子量可以在10²Da到10⁶Da之間。在某些實施例中，該膜具有彈性應力模量在5kPa到500MPa之間的機械強度，伸長率在0％到200％之間。在一些實施例中，薄膜可以具有10^?9S cm^?1到10^?3S cm^?1之間的離子電導率。

技術領域

本發(fā)明一般涉及聚丙烯酸鋰(PLA)和其他材料，可用于聚合物薄膜及其他應用。例如，該材料可用于電化學電池，如作為薄膜用于如鋰離子電池等電池，或其他應用。

背景技術

發(fā)展高能量密度能源密集、安全的鋰離子電池(LIBS)對于解決能源和環(huán)境方面的挑戰(zhàn)，如車輛電氣化和電網(wǎng)級儲能具有重要意義。大多數(shù)最先進的鋰離子電池配置都含有有機液體電解質，這些電解質通過液體的高離子電導率促進離子的移動，并為系統(tǒng)提供了相對較高的額定電壓；然而，有機液體電解質的易燃性構成了安全隱患，特別是在大型或能源密集的系統(tǒng)中。此外，最先進的LIBS的能量密度明顯低于有效的電動汽車應用所需的能量密度。

丙烯酸酯聚合物以其透明性、抗斷裂性、可行的合成工藝和彈性而著稱。它們通常用于化妝品，如指甲油，作為粘合劑。然而，丙烯酸酯聚合物的合成受到不同氫氧化物對聚丙烯酸(PAA)中和的限制。各種挑戰(zhàn)阻礙了這類聚合物的加工性、制備相容性和商業(yè)可行性。首先，丙烯酸比乙酸酸性更強更酸；低pH會在聚合過程中產生問題，例如需要耐腐蝕的反應器、受限的聚合方法、與功能化共單體的低相容性，以及限制調節(jié)這類聚合物性能的配方(例如，多分散性指數(shù)(PDI)、分子量和共聚合)。由于PAA水溶液的高粘度，PAA也不能完全中和。PAA的酸堿平衡點與其小分子單體(丙烯酸)相似，但聚合物骨架上未反應的酸和/或金屬氫氧化物不能在大量合成中被有效或完全去除。此外，傳統(tǒng)和受限的聚合方法對分子量的控制很差，導致離子聚合物產物只適合作為散裝的低端材料。

而且，聚合物材料的分子量對它們的物理性能和行為很重要。例如，溶液中的機械強度、溶解度、玻璃化溫度和粘度在一定程度上取決于分子量。這些性質可以進一步影響聚合物材料的應用性能。在合成過程中有效地控制這些聚合物分子量的實用方法尚未確定?？紤]到這些聚合物的優(yōu)點和挑戰(zhàn)，我們需要更好的合成技術。

發(fā)明內容

本發(fā)明一般涉及聚丙烯酸鋰(PLA)和其他材料，它們可用于聚合物薄膜或其他應用。例如，這種材料可用于電化學電池，例如作為薄膜等用于鋰離子電池等電池，或其他應用。本發(fā)明的主題包括，在某些情況，相關產物，解決特定問題的備選方案，和/或一個或多個系統(tǒng)和/或物質的多種不同用途。

在某些方面，本發(fā)明一般涉及聚丙烯酸鋰PLA聚合物。例如，PLA可以用作鋰離子電池中的固態(tài)電解質。在某些方面，本發(fā)明還涉及用于制備此類材料的方法、此類材料的前驅體，和/或包括此類材料的溶液和/或薄膜。

在某些情況下，PLA可以使用前驅體如丙烯酸鋰(LA)制備，丙烯酸鋰前驅體是具有離子官能團的丙烯酸化合物。例如，可以通過與過量丙烯酸的酸堿中和反應獲得LA，在純化過程中可以從鹽產物中除去過量丙烯酸。

在某些情況下，丙烯酸鋰的直接聚合可用于生產PLA。這可以避免或減少產生未反應的酸性位點和/或不完全純化。

在某些實施例中，自由基聚合可用于制備PLA。在某些情況下，自由基聚合可以在惰性氣體保護下進行。