[發明專利]一種聚醚類固態聚合物電解質及其制備方法以及包含其的固態電池

有效

• 申請號: 202011090926.6
• 申請日: 2020-10-13
• 公開（公告）號: CN112259789B
• 公開（公告）日: 2022-07-12
• 發明（設計）人: 李久銘;王俊英;李文俊
• 申請（專利權）人: 北京衛國創芯科技有限公司
• 主分類號: H01M10/0565
• 分類號: H01M10/0565;H01M10/058;H01M10/0525;C08G65/22
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 鞏克棟

1.一種聚醚類固態聚合物電解質，其特征在于，所述聚醚類固態聚合物電解質的制備原料包括環狀醚類單體、鋰鹽和無機粒子，所述環狀醚類單體原位聚合得到聚醚類聚合物，所述環狀醚類單體為環氧氟丙烷單體、環氧氯丙烷、四氰基環氧乙烷、2-羧基-環氧乙烷乙酸單體中的任意一種或至少兩種的組合。

2.一種聚醚類固態聚合物電解質，其特征在于，所述聚醚類固態聚合物電解質的制備原料包括環狀醚類單體、鋰鹽和無機粒子，所述環狀醚類單體原位聚合得到聚醚類聚合物，所述環狀醚類單體為環氧氟丙烷單體、環氧氯丙烷、四氰基環氧乙烷、2-羧基-環氧乙烷乙酸單體中的任意一種與選自1,3-二氧五環、三聚甲醛、環氧乙烷、1,4-二氧六環、環氧丙烷、四氫呋喃、二甲基二環氧乙烷、三甲撐氧或四氫吡喃中的任意一種的組合。

3.根據權利要求2所述的聚醚類固態聚合物電解質，其特征在于，所述環氧氟丙烷單體、環氧氯丙烷、四氰基環氧乙烷、2-羧基-環氧乙烷乙酸單體中的任意一種與選自1,3-二氧五環、三聚甲醛、環氧乙烷、1,4-二氧六環、環氧丙烷、四氫呋喃、二甲基二環氧乙烷、三甲撐氧或四氫吡喃中的任意一種的組合中環氧氟丙烷單體、環氧氯丙烷、四氰基環氧乙烷、2-羧基-環氧乙烷乙酸單體中的任意一種與1,3-二氧五環、三聚甲醛、環氧乙烷、1,4-二氧六環、環氧丙烷、四氫呋喃、二甲基二環氧乙烷、三甲撐氧或四氫吡喃中的任意一種的單體的體積比為1:9-9:1。

4.根據權利要求3所述的聚醚類固態聚合物電解質，其特征在于，所述環氧氟丙烷單體、環氧氯丙烷、四氰基環氧乙烷、2-羧基-環氧乙烷乙酸單體中的任意一種與選自1,3-二氧五環、三聚甲醛、環氧乙烷、1,4-二氧六環、環氧丙烷、四氫呋喃、二甲基二環氧乙烷、三甲撐氧或四氫吡喃中的任意一種的組合中環氧氟丙烷單體、環氧氯丙烷、四氰基環氧乙烷、2-羧基-環氧乙烷乙酸單體中的任意一種與1,3-二氧五環、三聚甲醛、環氧乙烷、1,4-二氧六環、環氧丙烷、四氫呋喃、二甲基二環氧乙烷、三甲撐氧或四氫吡喃中的任意一種的單體的體積比為1:3-3:1。

5.根據權利要求1-2中任一項所述的聚醚類固態聚合物電解質，其特征在于，所述鋰鹽包括六氟磷酸鋰、四氟硼酸鋰、高氯酸鋰、二草酸硼酸鋰、二氟草酸硼酸鋰、六氟砷酸鋰、三氟甲基磺酸鋰、雙三氟甲基磺酰亞胺鋰或雙氟磺酰亞胺鋰中的任意一種或至少兩種的組合。

6.根據權利要求1-2中任一項所述的聚醚類固態聚合物電解質，其特征在于，所述無機粒子包括氧化鋁、二氧化硅、二氧化鈦、氧化鋅、鋰鑭鋯氧、鋰鑭鈦氧、磷酸鈦鋁鋰或磷酸鍺鋁鋰中的任意一種或至少兩種的組合。

7.根據權利要求1-2中任一項所述的聚醚類固態聚合物電解質，其特征在于，所述制備原料中無機粒子在環狀醚類單體中的質量百分含量為0.1%~10%。

8.根據權利要求7所述的聚醚類固態聚合物電解質，其特征在于，所述制備原料中無機粒子在環狀醚類單體中的質量百分含量為1%~5%。

9.根據權利要求1-2中任一項所述的聚醚類固態聚合物電解質的原位聚合制備方法，其特征在于，所述制備方法包括以下步驟：

（1）按照正極片、隔膜、負極片的順序疊裝電池；

（2）將環狀醚類單體、鋰鹽、無機粒子混合制成聚合前驅液；將前驅液注入到步驟（1）得到的電池中，引發聚合反應，得到所述聚醚類固態聚合物電解質。

10.根據權利要求9所述的制備方法，其特征在于，步驟（2）所述引發聚合反應的條件為25℃-100℃溫度下放置1-48 h。

11.一種固態電池，其特征在于，所述固態電池包括如權利要求1-2中任一項所述的聚醚類固態聚合物電解質。

12.根據權利要求11所述的固態電池，其特征在于，所述固態電池還包含正極，負極和隔膜。