[發明專利]一種凝膠態電解質、高能量密度凝膠態電池及其制備方法

在審

• 申請號: 202011232712.8
• 申請日: 2020-11-06
• 公開（公告）號: CN112382789A
• 公開（公告）日: 2021-02-19
• 發明（設計）人: 郭玉國;馬強;呂善光;鄧奇;胡俊平;吳雄偉;林遠騰;吳雪文
• 申請（專利權）人: 江西銀匯新能源有限公司
• 主分類號: H01M10/0565
• 分類號: H01M10/0565;H01M10/052;C08G65/16;C08G65/10
• 代理公司: 北京知元同創知識產權代理事務所(普通合伙) 11535
• 代理人: 呂少楠

1.一種凝膠態電解質，其特征在于，所述凝膠態電解質包括醚類聚合物和酯類電解液，所述醚類聚合物由醚類單體在酯類電解液中原位聚合得到；所述醚類單體為含有環醚的醚類單體。

2.如權利要求1所述的凝膠態電解質，其特征在于，所述醚類聚合物和酯類電解液的體積比為(1～9):(1～9)。

優選地，所述凝膠態電解質的制備原料包含醚類單體和酯類電解液。

優選地，所述制備原料中醚類單體的體積分數為0.1～75％。

3.如權利要求1或2所述的凝膠態電解質，其特征在于，所述含有環醚的醚類單體可以為含有三元環醚的醚類單體、含有四元環醚的醚類單體或含有五元環醚的醚類單體；優選為含有三元環醚的醚類單體或含有五元環醚的醚類單體。

4.如權利要求3所述的凝膠態電解質，其特征在于，所述含有三元環醚的醚類單體具有如下述式I或式II所示的結構：

其中，R₁、R₂、R₃、R₄、R₅、R₉、R₁₀、R₁₁相同或不同，彼此獨立地選自H、C_1-8烷基，優選H、C_1-4烷基，例如H、甲基、乙基、丙基；

R₆、R₇、R₈相同或不同，彼此獨立地選自C_1-8亞烷基，優選C_1-4亞烷基，例如亞甲基、亞乙基、亞丙基；

n≥1且為整數；例如n為1-20范圍內的整數；示例性地，n＝1，2，3，4，5。

5.如權利要求3所述的凝膠態電解質，其特征在于，所述含有五元環醚的醚類單體具有如式III所示的結構：

其中，R₁’、R₂’、R₃’相同或不同，彼此獨立地選自H、C_1-8烷基，優選H、C_1-4烷基，例如H、甲基、乙基、丙基。

6.如權利要求2-5任一項所述的凝膠態電解質，其特征在于，所述制備原料中還包含鋰鹽；優選地，所述鋰鹽由含有鋰鹽的酯類電解液提供。

優選地，所述鋰鹽的陰離子選自鹵素離子、四氟硼酸根離子、六氟磷酸根離子、雙三氟甲基磺酰亞胺離子和三氟甲基磺酰亞胺離子等中的至少一種。優選地，所述鋰鹽的陰離子選自六氟磷酸根離子和雙三氟甲基磺酰亞胺離子中的至少一種。

例如，所述鋰鹽選自四氟硼酸鋰、六氟砷酸鋰、六氟磷酸鋰、雙草酸硼酸鋰、二氟草酸硼酸鋰、雙二氟磺酰亞胺鋰以及雙三氟甲基磺酰亞胺鋰等中的一種、兩種或更多種。

優選地，所述制備原料中鋰鹽的濃度為0.0001～10mol/L；優選為0.01～5mol/L。

優選地，所述酯類電解液中含有EC(碳酸乙烯酯)、DEC(碳酸二乙酯)、EMC(碳酸甲乙酯)和DMC(碳酸二甲酯)中的一種、兩種或更多種；優選地，所述酯類電解液中含有EC(碳酸乙烯酯)、DEC(碳酸二乙酯)和EMC(碳酸甲乙酯)，或者所述酯類電解液中含有EC(碳酸乙烯酯)、DEC(碳酸二乙酯)和DEC(碳酸二乙酯)。

優選地，所述含有鋰鹽的酯類電解液中鋰鹽的濃度為0.5-2mol/L。

優選地，所述酯類電解液為EC/DEC/EMC+1mol/L LiPF₆酯類電解液或EC/DEC/DMC+1mol/L LiPF₆的酯類電解液。