[發明專利]一種基于表面引發制備的聚合物電解質、其制備和應用

有效

• 申請號: 202010628096.1
• 申請日: 2020-07-02
• 公開（公告）號: CN111825874B
• 公開（公告）日: 2021-08-10
• 發明（設計）人: 薛志剛;張永;于麗平;王計嶸;解孝林;周興平
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: C08J7/16
• 分類號: C08J7/16;C08F220/18;C08F220/28;H01M10/0525;H01M10/0565;C08L33/08
• 代理公司: 武漢華之喻知識產權代理有限公司 42267
• 代理人: 曹葆青;廖盈春

1.一種聚合物電解質的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

(1)將第一單體與含有溴引發位點的酰溴試劑混合，在溶劑和縛酸劑存在條件下發生酯化反應，反應后分離提純得到含有溴活性位點的再引發劑；所述第一單體為含羥基的丙烯酸酯單體或含羥基的甲基丙烯酸酯單體；所述含羥基的甲基丙烯酸酯單體具有如式(一)所示的結構：

式(一)中，m為1～10的整數；

所述含羥基的丙烯酸酯單體具有如式(二)所示的結構：

式(二)中，n為1～10的整數；

(2)將步驟(1)所述再引發劑與共聚單體、交聯劑、引發劑、鏈轉移劑以及溶劑混合，在隔絕氧氣條件下發生可逆加成斷裂鏈轉移聚合反應，得到第一聚合物，所述第一聚合物表面含有活性溴引發位點；所述共聚單體為甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸叔丁酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸叔丁酯中的至少一種；所述交聯劑為聚乙二醇二丙烯酸酯或聚乙二醇二甲基丙烯酸酯；

(3)將步驟(2)得到的第一聚合物、第二單體與溶劑混合，在隔絕氧氣條件下，利用所述第一聚合物表面的活性溴位點引發第二單體發生原子轉移自由基聚合反應，得到第二聚合物；所述第二單體為甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯和/或甲氧基聚乙二醇丙烯酸酯；

(4)將步驟(3)得到的第二聚合物與鋰鹽混合，得到基于表面引發制備的聚合物電解質。

2.如權利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟(1)所述含有溴引發位點的酰溴試劑為2-溴異丁酰溴、2-溴丙酰溴和2-溴苯乙酰溴中的一種或多種。

3.如權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述交聯劑數均分子量為300～4000，其中,交聯劑與共聚單體的摩爾比為1:20～1:100；

所述引發劑為偶氮二異丁腈、偶氮二異庚腈、4,4'-偶氮雙(4-氰基戊酸)、2,2'-偶氮雙(4-甲氧基-2,4-二甲基戊腈)中的一種；

所述鏈轉移劑為2-氰基-2-丙基苯并二硫或4-氰基-4-(苯基硫代甲酰硫基)戊酸；

所述再引發劑與共聚單體的摩爾比為1：10～1：50。

4.如權利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟(3)反應溫度為40～70℃，反應時間為24～72h。

5.如權利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟(3)在催化劑的催化作用下利用所述第一聚合物表面的活性溴位點引發第二單體發生原子轉移自由基聚合反應，得到第二聚合物。

6.如權利要求5所述的制備方法，其特征在于，所述催化劑為含銅催化劑或鋰鹽催化劑。

7.如權利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟(3)所述第二單體其數均分子量為300～1000。

8.如權利要求1至7任一項所述的制備方法制備得到的聚合物電解質。

9.如權利要求8所述的聚合物電解質的應用，其特征在于，用作鋰離子電池的聚合物電解質。