[發明專利]用于凝膠聚合物電解質的組合物和包括其的凝膠聚合物電解質及鋰二次電池

有效

• 申請號: 201880050774.1
• 申請日: 2018-11-28
• 公開（公告）號: CN111033860B
• 公開（公告）日: 2023-03-31
• 發明（設計）人: 安慶昊;李正勳;李在原;李哲行
• 申請（專利權）人: 株式會社LG新能源
• 主分類號: H01M10/0565
• 分類號: H01M10/0565;H01M10/052
• 代理公司: 北京律誠同業知識產權代理有限公司 11006
• 代理人: 徐金國

本發明提供一種用于凝膠聚合物電解質的組合物，包括：由式1表示的低聚物；聚合引發劑；非水溶劑；和鋰鹽，并且還提供一種包括該組合物的凝膠聚合物電解質、和一種包括該凝膠聚合物電解質的鋰二次電池。

技術領域

相關申請的交叉引用

本申請要求于2017年11月28日在韓國知識產權局提交的韓國專利申請第10-2017-0160553號的權益，通過引用將上述專利申請的公開內容作為整體結合在此。

技術領域

本發明涉及一種用于可以改善電池的性能的凝膠聚合物電解質的組合物、和包括該凝膠聚合物電解質的鋰二次電池，且更具體地，涉及一種用于具有改善的導電性和對電極的粘附性并且可以改善電池的性能的凝膠聚合物電解質的組合物、和包括該組合物的凝膠聚合物電解質、以及包括該凝膠聚合物電解質的鋰二次電池。

背景技術

近來，對儲能技術的興趣日益增長。特別是，在儲能技術的應用擴展到手機、攝像機、筆記本電腦、甚至電動汽車的同時，開發儲能技術的研究和努力已經逐步實現。

電化學裝置在儲能技術領域最受關注，并且對這些電化學裝置中的可充電二次電池產生了興趣。

在目前使用的二次電池中，在20世紀90年代早期開發的鋰二次電池受到關注，因為鋰二次電池具有高的工作電壓和非常高的能量密度。

在傳統的二次電池中主要使用液態電解質，具體是其中鹽溶解在非水有機溶劑中的液體電解質。

然而，液態電解質的缺點在于，不僅電極材料劣化和有機溶劑揮發的可能性很高，而且由于環境溫度和電池本身溫度的升高引起的燃燒導致安全性也很低。特別地，其限制在于，由于在充放電期間碳酸酯有機溶劑的分解和/或有機溶劑與電極之間的副反應，導致在電池中產生氣體，因此，電池的厚度增加。因此，必然會導致電池的性能和安全性的下降。

一般來說，已知電池的安全性按液體電解質凝膠聚合物電解質固體聚合物電解質的順序提高，但相反，電池性能按此順序降低。目前，已知固體聚合物電解質由于電池性能差而尚未商業化。

相比之下，由于凝膠聚合物電解質具有優異的電化學安全性，因此不僅電池的厚度可以保持恒定，而且由于凝膠相的固有粘附性使得電極與電解質之間的接觸也可以是優異的。作為制備其中使用凝膠聚合物電解質的二次電池的方法，已知以下兩種方法。

第一種，將可聚合單體和聚合引發劑與其中鹽溶解于非水有機溶劑中的液體電解質混合，以制備用于形成凝膠的組合物，將該組合物注入到包括其中卷繞或堆疊有正極、負極和隔板的電極組件的電池中，在適當的溫度和時間條件下進行凝膠化(交聯)以制備包含凝膠型聚合物電解質的電池。然而，該方法的缺點在于，在用于凝膠化(gelation)的加熱過程中，潤濕性(wetting)和安全性低。

作為另一種方法，存在這樣的方法：其中，在將正極、負極和隔板的表面涂覆有用于凝膠聚合物電解質的組合物之后，通過利用熱或紫外(UV)光進行凝膠化，然后通過將它們組合在一起并進一步將常規液體電解質注入其中來制備電池。

由于該方法進一步包括非水有機溶劑，因此在二次電池的性能以及熱穩定性方面不令人滿意。

此外，非水有機溶劑和凝膠聚合物具有不同的相(phase)，并且在電解質中發生分離現象，因此，鋰離子可能無法均勻地位于凝膠聚合物電解質中，從而使導電性降低。

因此，需要開發一種可以改善二次電池的導電性和性能并且對電極具有優異的粘附性以保持安全性的凝膠聚合物電解質。

(專利文獻0001)韓國待審公開專利申請第2015-0125928號

發明內容

技術問題