[發明專利]一種含有酯類化合物和硫化物的凝膠、其制備及應用

有效

• 申請號: 202011383032.6
• 申請日: 2020-12-01
• 公開（公告）號: CN112510250B
• 公開（公告）日: 2021-10-19
• 發明（設計）人: 楊文;楊樂;陳人杰
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: H01M10/056
• 分類號: H01M10/056;H01M10/058;H01M10/052
• 代理公司: 北京理工大學專利中心 11120
• 代理人: 周蜜;仇蕾安

1.一種含有酯類化合物和硫化物的凝膠，其特征在于：以所述凝膠的總質量為100％計，則所述凝膠的組成成分及各成分的質量百分數如下：酯類化合物50％～80％，鹽類化合物2％～40％，硫磺2％～45％，以及金屬硫化物1％～20％；

酯類化合物選自碳酸丙烯酯、碳酸乙烯酯、碳酸丁烯酯、γ-丁內酯、δ-戊內酯、碳酸亞乙烯酯、碳酸二乙酯、碳酸二甲酯、碳酸甲丙酯、碳酸甲乙酯、碳酸二苯酯、磷酸三甲酯、磷酸三乙酯、甲基磷酸二甲酯、乙基磷酸二乙酯、三(三氟乙基)磷酸酯、氟代碳酸乙烯酯、乙酸乙酯、乙酸甲酯、乙酸丙酯、丁酸乙酯、丁酸甲酯、丙酸乙酯、丙酸甲酯、丙酸丙酯、亞硫酸乙烯酯、1,3-丙烷磺酸內酯、硼酸三甲酯、硼酸三乙酯、硼酸三丙酯和三(三甲基硅烷)硼酸酯中的一種以上；

鹽類化合物選自六氟磷酸鋰，或者六氟磷酸鋰與四氟硼酸鋰、六氟砷酸鋰、高氯酸鋰、三氟甲基磺酸鋰、全氟丁基磺酸鋰、雙三氟甲烷磺酰亞胺鋰、雙氟磺酰亞胺鋰、鋁酸鋰、氯鋁酸鋰、氟代磺酰亞胺鋰、氯化鋰、碘化鋰、六氟磷酸鈉、四氟硼酸鈉、六氟砷酸鈉、高氯酸鈉、三氟甲基磺酸鈉、全氟丁基磺酸鈉、雙三氟甲烷磺酰亞胺鈉、雙氟磺酰亞胺鈉、鋁酸鈉、氯鋁酸鈉、氟代磺酰亞胺鈉、氯化鈉、碘化鈉、六氟磷酸鉀、四氟硼酸鉀、六氟砷酸鉀、高氯酸鉀、三氟甲基磺酸鉀、全氟丁基磺酸鉀、雙三氟甲烷磺酰亞胺鉀、雙氟磺酰亞胺鉀、鋁酸鉀、氯鋁酸鉀、氟代磺酰亞胺鉀、氯化鉀、碘化鉀、六氟磷酸鈣、四氟硼酸鈣、高氯酸鈣、三氟甲基磺酸鈣、雙三氟甲烷磺酰亞胺鈣、雙氟磺酰亞胺鈣、鋁酸鈣、氯鋁酸鈣、氯化鈣、碘化鈣、六氟磷酸鎂、高氯酸鎂、三氟甲基磺酸鎂、雙三氟甲烷磺酰亞胺鎂、鋁酸鎂、氯化鎂和碘化鎂中的至少一種組成的混合物；

金屬硫化物選自硫化鋰，或者硫化鈉，或者硫化鋰與硫化鈉、硫化鉀、硫化鎂、硫化鈣、硫化鋁、硫化鐵、硫化鎳、硫化鈷、硫化釩、硫化鉬、硫化鎢、硫化金、硫化銀、硫化錫、硫化鋅、硫化錳、硫化鉭、硫化鉛和硫化鍺中的至少一種組成的混合物。

2.根據權利要求1所述的一種含有酯類化合物和硫化物的凝膠，其特征在于：酯類化合物在所述凝膠中的質量百分數為55％～70％，鹽類化合物在所述凝膠中的質量百分數為3％～20％，硫磺在所述凝膠中的質量百分數為15％～30％，金屬硫化物在所述凝膠中的質量百分數為3％～15％。

3.根據權利要求1所述的一種含有酯類化合物和硫化物的凝膠，其特征在于：鹽類化合物為六氟磷酸鋰，或者六氟磷酸鋰與雙氟磺酰亞胺鋰、高氯酸鋰、三氟甲基磺酸鋰、雙三氟甲烷磺酰亞胺鋰、四氟硼酸鋰或氯化鋰組成的混合物。

4.根據權利要求1所述的一種含有酯類化合物和硫化物的凝膠，其特征在于：金屬硫化物為硫化鋰或/和硫化鈉。

5.根據權利要求1所述的一種含有酯類化合物和硫化物的凝膠，其特征在于：酯類化合物為碳酸丙烯酯、碳酸乙烯酯、碳酸丁烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯和氟代碳酸乙烯酯中的至少一種。

6.一種如權利要求1至5任一項所述的含有酯類化合物和硫化物的凝膠的制備方法，其特征在于：所述方法步驟如下，

在惰性氣體或氮氣保護氣氛下，將酯類化合物、鹽類化合物、硫磺以及金屬硫化物攪拌混合不少于24h，得到懸濁液；將懸濁液靜置形成所述凝膠；

其中，所述酯類化合物、鹽類化合物、硫磺以及金屬硫化物均為無水態；懸濁液的配制以及懸濁液的靜置過程都是在0℃～40℃下進行的。

7.根據權利要求6所述的一種含有酯類化合物和硫化物的凝膠的制備方法，其特征在于：酯類化合物、鹽類化合物、硫磺以及金屬硫化物攪拌混合時間為24h～35h。

8.根據權利要求6所述的一種含有酯類化合物和硫化物的凝膠的制備方法，其特征在于：懸濁液靜置時間為30h～50h。

9.一種如權利要求1至5任一項所述的含有酯類化合物和硫化物的凝膠作為電解質應用于二次離子電池中。