[發明專利]一種高離子遷移數的不可燃聚合物電解質及其制備方法

在審

• 申請號: 202010198366.X
• 申請日: 2020-03-19
• 公開（公告）號: CN111446495A
• 公開（公告）日: 2020-07-24
• 發明（設計）人: 陳茂;馬明鈺;趙宇澄
• 申請（專利權）人: 復旦大學
• 主分類號: H01M10/0565
• 分類號: H01M10/0565;H01M10/0525;H01M10/054;C08F214/24;C08F230/08
• 代理公司: 上海正旦專利代理有限公司 31200
• 代理人: 陸飛;陸尤

1.一種聚合物電解質，其結構如下式(I)所示：

(I)

其中，R₁為氯原子、氟原子或三氟甲基；X為碳原子數2~12的烷基或重復單元為1~12的多聚乙二醇；R₂為氫原子、氯原子、碘原子、甲基、乙基、異丙基、異丁基、叔丁基二甲基硅基、叔丁基二苯基硅基、三甲基硅基、三乙基硅基、三異丙基硅基或1，3-二惡烷基-2-酮。

2.如權利要求1所述的聚合物電解質的制備方法，其特征在于，具體步驟為：

步驟（1），單體的交替共聚；

方法A：通過加熱的方法，將含氟乙烯單體、乙烯基醚類單體、引發劑、溶劑混合加入反應瓶中；按照摩爾比計算，單體：引發劑= 1000 :（1~100）；

方法B：通過光照的方法，將含氟乙烯單體、乙烯基醚類單體、鏈轉移劑、光催化劑、溶劑混合加入反應瓶中；按照摩爾比計算，單體：鏈轉移劑= 1000 :（1~100），反應過程中所用光催化劑為單體的0.001~10 mol%；其反應式為：

(II)

步驟（2），反應結束后，除去溶劑，得到聚（氟乙烯-交替-乙烯基醚）共聚物；

步驟（3），將步驟（2）得到的共聚物加入金屬鹽、添加劑，完全混合，即得到固體含氟共聚物，可作為電解質。

3.根據權利要求2所述的聚合物電解質的制備方法，其特征在于，所述溶劑為碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸二丙酯、苯甲醚、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮、5-氟丙烷、5-氟丁烷、乙腈、二甲基亞砜、乙酸乙酯、甲苯、二甲苯、超臨界二氧化碳中的一種或多種。

4.根據權利要求2所述的聚合物電解質的制備方法，其特征在于，步驟（1）方法A中，所述引發劑為偶氮類化合物、有機過氧化物中的一種或幾種。

5.根據權利要求2所述的聚合物電解質的制備方法，其特征在于，步驟（1）方法B中，所述鏈轉移劑為硫代試劑、有機氮氧化物、烷基鹵或全氟烷基鹵中的一種或幾種。

6.根據權利要求2所述的聚合物電解質的制備方法，其特征在于，步驟（1）方法B中，所述光催化劑為苝、芘、卟啉、噻吩、吩噻嗪、吩噁嗪為骨架的有機小分子化合物中的一種或幾種，或銅、釕、銥金屬為核心的金屬有機絡合物中的一種或幾種。

7.根據權利要求2所述的聚合物電解質的制備方法，其特征在于，步驟（3）中，所述金屬鹽為雙三氟甲基磺酰亞胺金屬鹽、雙三氟甲基磺酸金屬鹽、雙二氟磺酰亞胺金屬鹽、雙五氟乙基磺酰亞胺金屬鹽、三三氟甲基磺酰甲基金屬鹽、三氟甲磺酸金屬鹽、二氟草酸硼酸金屬鹽、雙草酸硼酸金屬鹽、高氯酸金屬鹽、四氟硼酸金屬鹽、六氟砷酸金屬鹽、六氟磷酸金屬鹽中的一種或多種，其中金屬鹽是鋰、鈉或鉀。

8. 根據權利要求2所述的聚合物電解質的制備方法，其特征在于，步驟（3）中，所述添加劑為二甲基甲酰胺、碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、γ-丁內酯、甲酸甲酯、乙酸甲酯、1,2 -二甲氧基乙烷、聚乙二醇、聚丙二醇中的一種或幾種。

9. 根據權利要求2所述的聚合物電解質的制備方法，其特征在于，步驟（1）中，所述加熱方法，加熱溫度為負20-200攝氏度；所述光照方法，光照波長為200-850 nm。

10.如根據權利要求1中所述的聚合物電解質，在金屬離子電池中的應用。

11.根據根據權利要求10中所述的聚合物電解質在金屬離子電池中的應用，所述金屬離子電池為鋰離子電池、鈉離子電池或鉀離子電池。