[發明專利]一種交聯型梳狀聚合物電解質、其制備方法與應用

有效

• 申請號: 202011118656.5
• 申請日: 2020-10-19
• 公開（公告）號: CN112239543B
• 公開（公告）日: 2021-08-10
• 發明（設計）人: 薛志剛;左偲;陳功;周興平;解孝林
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: C08G81/00
• 分類號: C08G81/00;C08G79/04;C08J3/28;C08L87/00;C08L5/16;H01M10/0565;H01M10/0525
• 代理公司: 武漢華之喻知識產權代理有限公司 42267
• 代理人: 彭翠;曹葆青

1.一種聚磷酸酯基聚乙二醇-b-聚乙二醇-b-聚磷酸酯基聚乙二醇二甲基丙烯酸酯大分子交聯劑的制備方法，其特征在于，該大分子交聯劑具有如式(一)所示的結構式：

其中，m為10～50的整數；n為4～113的整數；p為4～113的整數；所述的大分子交聯劑的制備方法，包括如下步驟：

(1)向聚乙二醇單甲醚溶解于有機溶劑中得到的聚乙二醇單甲醚溶液中加入堿，滴加2-氯-2-氧-1,3,2-二氧磷雜環戊烷，攪拌反應，經真空抽濾除去鹽，加入沉淀劑進行沉淀，然后經真空抽濾、干燥得到磷酸酯基聚乙二醇；

(2)將聚乙二醇溶解于有機溶劑中得到的聚乙二醇溶液與步驟(1)得到的磷酸酯基聚乙二醇和催化劑混合，攪拌反應，加入溶劑溶解反應得到的聚合物，加入沉淀劑進行沉淀，經真空抽濾、干燥得到聚磷酸酯基聚乙二醇-b-聚乙二醇-b-聚磷酸酯基聚乙二醇；

(3)將步驟(2)得到的聚磷酸酯基聚乙二醇-b-聚乙二醇-b-聚磷酸酯基聚乙二醇溶解于有機溶劑中，加入堿和甲基丙烯酰氯，攪拌反應，經真空抽濾去除鹽、加入沉淀劑、真空抽濾、干燥得到如式(一)所示的甲基丙烯酸酯封端的三嵌段共聚物聚磷酸酯基聚乙二醇-b-聚乙二醇-b-聚磷酸酯基聚乙二醇。

2.如權利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟(1)聚乙二醇單甲醚的相對分子質量為200～5000；所述沉淀劑為乙醚、正庚烷、正己烷中的一種或多種；步驟(2)中，所述聚乙二醇的相對分子質量為200～5000；所述催化劑為辛酸亞錫、1,8-二氮雜二環十一碳-7-烯、三異丙氧基鋁中的一種或多種。

3.一種交聯型梳狀聚合物電解質，其特征在于，其包括巰基化環糊精、大分子交聯劑與金屬鹽，其具有梳狀交聯網絡結構，該梳狀交聯網絡結構為由所述巰基化環糊精與所述大分子交聯劑在紫外光輻照條件下通過巰基-烯反應形成的交聯網狀結構，且所述金屬鹽分散在該交聯網絡結構中；

其中所述大分子交聯劑為聚磷酸酯基聚乙二醇-b-聚乙二醇-b-聚磷酸酯基聚乙二醇二甲基丙烯酸酯大分子交聯劑，其具有如式(一)所示的結構式：

其中，m為10～50的整數；n為4～113的整數；p為4～113的整數。

4.如權利要求3所述的交聯型梳狀聚合物電解質的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

將巰基化環糊精、所述的大分子交聯劑與金屬鹽溶解在有機溶劑中，然后進行紫外光固化反應，得到粗產物；所述紫外光固化反應體系中無需添加光敏劑；將所述粗產物干燥，得到交聯型梳狀聚合物電解質。

5.如權利要求4所述的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

(1)將巰基化環糊精與所述大分子交聯劑溶解在有機溶劑中，得到混合溶液；

(2)向步驟(1)得到的混合溶液中加入金屬鹽，攪拌均勻后澆鑄成膜；

(3)將步驟(2)得到的膜置于紫外光下輻照，使其發生紫外光固化反應，得到所述粗產物；

(4)將所述粗產物干燥，得到所述交聯型梳狀聚合物電解質。

6.如權利要求4或5所述的制備方法，其特征在于，所述紫外光固化反應的輻照溫度為10～50℃，輻照光強為2～50mW cm^-2，輻照時間為5～60分鐘；所述有機溶劑為四氫呋喃、乙腈、N，N-二甲基甲酰胺中的一種或多種。

7.如權利要求4或5的制備方法，其特征在于，所述金屬鹽的質量為所述大分子交聯劑的質量的10～30％。

8.如權利要求4或5所述的制備方法，其特征在于，所述巰基化環糊精為環糊精的羥基先經碘代修飾，然后再經巰基化修飾得到；所述環糊精為α-環糊精、β-環糊精或γ-環糊精。

9.如權利要求3所述的交聯型梳狀聚合物電解質的應用，其特征在于，用作金屬離子電池的電解質。