[發明專利]一種含磺酸或磷酸衍生物結構的固態聚合物電解質及其在二次鋰電池中的應用

有效

• 申請號: 201910546343.0
• 申請日: 2019-06-24
• 公開（公告）號: CN110247111B
• 公開（公告）日: 2022-03-29
• 發明（設計）人: 崔光磊;張煥瑞;徐紅霞;王鵬
• 申請（專利權）人: 中國科學院青島生物能源與過程研究所
• 主分類號: H01M10/0565
• 分類號: H01M10/0565;H01M10/0525
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種含磷酸衍生物結構的固態聚合物電解質，其特征在于：所述固態聚合物電解質中的聚合物結構中含有磷酸衍生物結構單元，所述聚合物為通式1中的一種或多種，

或

通式1

其中，m取值是0-2000；n取值是1-2000；L的取值為0-1；A取自氫、CN，CONH₂，十八碳以下的烷氧羰基，十八碳以下的烷氨基酰基，十八碳以下的烷氧基，十八碳以下的芳基，其中a的取值為1~250，其中b的取值為1~250；B取自O，NH，CH₂，OCH₂； X的取值為0~100；Y取自氫、甲基，CN，F；Z取自H，甲基，三氟甲基，氯甲基，氰基甲基；R₁取自，，，R₂取自十八碳以下的烷基，十八碳以下的烷基硅基，十八碳以下的芳基，鋰離子，十八碳以下的三烷基氨基陽離子。

2.根據權利要求1所述一種含磷酸衍生物結構的固態聚合物電解質，其特征在于：所述固態聚合物電解質為全固態聚合物電解質或凝膠聚合物電解質。

3.根據權利要求1或2任一權利要求所述的一種含磷酸衍生物結構的固態聚合物電解質，其特征在于：所述固態聚合物電解質還包含鋰鹽、添加劑、多孔支撐材料和有機溶劑中的一種或多種。

4.根據權利要求3所述一種含磷酸衍生物結構的固態聚合物電解質，其特征在于：含磷酸衍生物結構單元的聚合物在固態聚合物電解質中的質量分數為10%~100%；鋰鹽在固態聚合物電解質中的質量分數為0%~30%；添加劑在固態聚合物電解質中的質量分數為0%~45%；多孔支撐材料在固態聚合物電解質中的質量分數為0%~30%；有機溶劑在固態聚合物電解質中的質量分數為0%~85%；

所述的鋰鹽為六氟磷酸鋰（LiPF₆）、高氯酸鋰(LiClO₄)、雙草酸硼酸鋰(LiBOB)、二氟草酸硼酸鋰(LiDFOB)、三氟甲磺酸鋰(CF₃SO₃Li)、雙三氟甲基磺酰亞胺鋰(LiTFSI)和雙氟磺酰亞胺鋰(LiFSI)中的一種或者幾種；

所述添加劑為有機小分子和無機納米粒子中的一種或兩種；所述的有機小分子為丁二腈和己二腈中的一種或這兩種的混合物；所述的無機納米粒子為二氧化硅，二氧化鋯，二氧化鈦，三氧化二鋁，Li_3aLa_(2/3)-aTiO₃其中0.04a0.14、Li_3+aX_aY_1-aO₄其中X=Si、Sc、Ge或Ti；Y=P、As、V或Cr，0a1、LiZr₂(PO₄)₃、Li_1+aAl_aTi_2-a(PO₄)₃其中0a2、Li_1+aAl_aGe_2-a(PO₄)₃其中0a2、Li₃OCl、Li₃OCl_0.5Br_0.5、Li₁₀GeP₂S₁₂、Li₁₄Zn(GeO₄)₄、Li₅La₃M₂O₁₂其中M=Ta或Nb、Li_5.5La₃Nb_1.75In_0.25O₁₂、Li₃N-LiX其中X=Cl、Br或I、Li_9-naM_aN₂Cl₃其中M=Na、K、Rb、Cs、Mg或Al，0a9，0n4、3Li₃N-MI其中M=Li、Na、或K、LiPON、Li₂S-M_aS_b其中M=Al、Si或P，0a3，0b6、Li₆PS₅X其中X=F，Cl，Br或I和Li₇La₃Zr₂O₁₂的一種或者幾種；

所述多孔支撐材料為纖維素無紡膜、海藻纖維無紡膜、芳綸無紡膜、聚芳砜酰胺無紡膜、聚丙烯無紡膜、玻璃纖維、聚對苯二甲酸乙二醇酯薄膜和聚酰亞胺無紡膜中的一種；

所述有機溶劑為碳酸乙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯、碳酸丙烯酯、碳酸二乙酯、丁二腈、乙二腈、氟代碳酸乙烯酯、四乙二醇二甲醚、環丁砜、磷酸三甲酯、磷酸三乙酯、磷酸三（2,2,2-三氟乙基）酯、磷酸三異丙酯、磷酸三（六氟異丙基）酯、二氧六環、乙二醇二甲醚和1,3-二氧戊環中的一種或幾種。