[發(fā)明專利]含縮水甘油基的聚合物、包含它們的聚合物組合物及其在電化學(xué)電池中的用途

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201980045250.8
• 申請日: 2019-07-05
• 公開（公告）號: CN112384543B
• 公開（公告）日: 2023-07-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: J-C·戴格爾;Y·阿薩卡洼;K·扎吉布
• 申請（專利權(quán)）人: 魁北克電力公司;株式會社村田制作所
• 主分類號: C08F220/32
• 分類號: C08F220/32;C08K3/16;C08K5/19;C08L33/14;H01M10/52;H01M4/62
• 代理公司: 北京市中咨律師事務(wù)所 11247
• 代理人: 林柏楠;劉金輝

本發(fā)明描述含縮水甘油基的聚合物，包含它們的聚合物組合物，以及它們在電極材料中和/或作為用于電池組分的涂層的用途。也描述了包含所述聚合物的電極材料、電極、電化學(xué)電池和電池，以及它們的用途。

相關(guān)申請

本申請根據(jù)適用法律要求2018年7月6日遞交的美國臨時申請No.62/694,675的優(yōu)先權(quán)益，將此申請的內(nèi)容全部引入本文以供參考。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請的技術(shù)領(lǐng)域總體涉及含縮水甘油基的聚合物、包含它們的聚合物組合物、其制備方法及其在電化學(xué)電池中的用途。

背景技術(shù)

與高性能電池相關(guān)的一個主要問題是在循環(huán)期間產(chǎn)生氣體，尤其是在使用基于錳的正極的電池的情況下。氣體的產(chǎn)生是由在電池的整個壽命期間出現(xiàn)的電解質(zhì)分解引起的，但是主要在形成周期中出現(xiàn)。例如，電解質(zhì)的分解和氣體的產(chǎn)生主要是由于電解質(zhì)在循環(huán)期間在正極和/或負極界面處的不利反應(yīng)引起。例如，電解質(zhì)的分解可以直接由電解質(zhì)在正極和/或負極界面處的電化學(xué)分解引起，或由于額外的降解反應(yīng)引起。這些反應(yīng)的速率通常隨著溫度、電壓和其它應(yīng)力因素例如過度充電和過度放電而增加。氣體的產(chǎn)生在使用袋形電池時變成嚴重的問題，這是因為這些袋形電池將在氣體形成時發(fā)生膨脹并形變。所產(chǎn)生的氣體主要包括二氧化碳(CO₂)、一氧化碳(CO)、乙烯(C₂H₄)和氫氣(H₂)。例如，CO₂和CO可以由于碳酸酯電解質(zhì)在正極分解而釋放出來(參見Michalak,B.等，Analytical?Chemistry2016,88(5),2877-2883；和Mao,Z.等,Journal?of?Electrochemical?Society?2017,164(14),A3469-A3483)。

因此，需要能在電池中形成的CO₂時捕捉它的材料，例如聚合物粘合劑添加劑或用于電池組分內(nèi)表面的聚合物涂層。

概述

根據(jù)一個方面，本技術(shù)涉及聚合物組合物，其包含溶劑、催化劑和式I聚合物：

其中：

R¹和R²各自獨立地是H或CH₃；

R³是選自H，取代或未取代的烷基，取代或未取代的芳基，取代或未取代的CO₂烷基；和

n和m是整數(shù)，其中n0，并且m是≥0。

在一個實施方案中，R³是取代的芳基，優(yōu)選氟取代的芳基，例如全氟化芳基。在另一個例子中，R³是選自H，或取代或未取代的烷基。在另一個例子中，R³是取代或未取代的CO₂烷基，例如未取代的CO₂C_1-4烷基(例如CO₂甲基和CO₂丁基)，或被選自以下的基團取代的CO₂C_1-4烷基：烷氧基(例如CO₂CH₂CH₂OCH₃)，三烷基甲硅烷基，和三烷氧基甲硅烷基(例如CO₂CH₂CH₂CH₂Si(OCH₃)₃)。

在另一個實施方案中，溶劑是固體溶劑，例如聚合物溶劑。例如固體溶劑是聚N-乙烯基吡咯烷酮(PVP)。