[發明專利]貽貝仿生聚合物及其制備方法、固態聚合物電解質和固態電池

在審

• 申請號: 202010522608.6
• 申請日: 2020-06-10
• 公開（公告）號: CN113773487A
• 公開（公告）日: 2021-12-10
• 發明（設計）人: 不公告發明人
• 申請（專利權）人: 恒大新能源技術（深圳）有限公司
• 主分類號: C08G65/333
• 分類號: C08G65/333;H01M10/052;H01M10/0565;H01M10/058;H01M10/42
• 代理公司: 深圳中一聯合知識產權代理有限公司 44414
• 代理人: 郝文婷

本發明屬于電池材料技術領域，具體涉及一種貽貝仿生聚合物及其制備方法、固態聚合物電解質和固態電池。本發明貽貝仿生聚合物的結構式如式(I)所示，其中，n為22?22727的整數。本發明貽貝仿生聚合物將多巴胺結構引入聚氧化乙烯的主鏈，可以起到阻止鏈段結晶、降低聚氧化乙烯的結晶度的作用，不僅可以提高貽貝仿生聚合物的離子電導率，還可以提高其與正負電極界面之間的粘附力，使機械強度得到提升。本發明貽貝仿生聚合物還可以用于制備固態聚合物電解質，可與電解質鹽形成均勻穩定的絡合物，具有較高的力學性能，提升所得固態電池的循環性能和導電性能；

技術領域

本發明屬于固態電池材料技術領域，具體涉及一種貽貝仿生聚合物及其制備方法，一種固態聚合物電解質及其制備方法，以及一種固態電池。

背景技術

化學電源已成為不可或缺的一種儲能方式。在當下的化學電池體系中，鋰電池由于其高的能量密度、長的循環壽命、無記憶效應等特點被認為是最具前景的一種儲能器件。目前傳統的鋰離子電池使用的是有機液體電解質，盡管液體電解質能夠提供較高的離子電導率以及良好的界面接觸，但其不能安全地用于金屬鋰體系、鋰離子遷移數低、易泄漏、易揮發、易燃、安全性差等問題阻礙了鋰電池的進一步發展。而與液態電解質以及無機固態電解質相比，全固態聚合物電解質因其具有良好的安全性能、柔順性、易于加工成膜等優勢，同時也能很好地抑制鋰枝晶的問題，目前受到了廣泛的關注。

然而，低離子電導率以及界面阻抗問題依舊制約著聚合物固態電解質的應用。清華大學材料學院研究出了新型固態聚合物電解質取代傳統有機電解液，成功地解決了這一難題。清華大學研究人員首先通過改進化學工藝構建了低阻抗的石墨電極/凝膠聚合物電解質界面。在此基礎上將腈類在丁二腈全固態電解質(SEN)中原位聚合，這樣使得電極與SEN之間保持良好的粘附性，明顯降低了界面阻抗并使得聚合物電池呈現處良好的電化學性能。這種電解質具有高離子電導率、低電極/電解質界面阻抗，對于提升電池的安全具有十分重要的意義。但是丁二腈全固態電解質中，仍存在引入小分子丁二腈而導致的聚合物電解質機械強度下降的問題，因此，提升固態聚合物電解質的離子電導率和機械強度是固態聚合物電解質的研究重點。

發明內容

本發明的目的是提供一種貽貝仿生聚合物及其制備方法，一種固態聚合物電解質及其制備方法以及一種固態電池，旨在解決現有固態聚合物電解質存在的機械強度較差和離子電導率較低的技術問題。

為了實現上述發明目的，本發明采用的技術方案如下：

本發明一方面提供了一種貽貝仿生聚合物，其結構式如式(I)所示：

其中，n為22-22727的整數。

本發明另一方面提供一種貽貝仿生聚合物的制備方法，其包括如下步驟：

提供聚氧化乙烯和含多巴胺結構的化合物；

將所述聚氧化乙烯與所述含多巴胺結構的化合物進行聚合反應，生成所述貽貝仿生聚合物；

所述貽貝仿生聚合物的結構式如式(I)所示：

其中，n為22-22727的整數。

本發明再一方面提供了一種固態聚合物電解質，其包括上述的貽貝仿生聚合物或上述貽貝仿生聚合物的制備方法制備得到的貽貝仿生聚合物，以及電解質鹽。

本發明又一方面提供了一種固態聚合物電解質的制備方法，其包括如下步驟：

提供貽貝仿生聚合物和電解質鹽；

將所述貽貝仿生聚合物與所述電解質鹽進行混合處理，得到所述固態聚合物電解質；

所述貽貝仿生聚合物的結構式如式(I)所示：