[發明專利]阻燃固液混合固態電解質以及制備方法和含其的鋰電池

有效

• 申請號: 202110418861.1
• 申請日: 2021-04-19
• 公開（公告）號: CN113178617B
• 公開（公告）日: 2023-01-31
• 發明（設計）人: 郭玉國;譚雙杰;辛森;殷雅俠
• 申請（專利權）人: 中國科學院化學研究所
• 主分類號: H01M10/0565
• 分類號: H01M10/0565;H01M10/42;H01M10/052
• 代理公司: 北京中知星原知識產權代理事務所(普通合伙) 11868
• 代理人: 艾變開

1.一種阻燃固液混合固態電解質，其特征在于，所述阻燃固液混合固態電解質由以下成分組成：阻燃液相成分，鋰鹽，高分子網絡結構，以及功能化高分子、功能化納米填料、功能化添加劑中的至少一種；所述阻燃液相成分和鋰鹽分散在所述高分子網絡結構中；

其中，所述阻燃液相成分為含磷有機化合物；

所述含磷有機化合物為選自磷酸三甲酯、磷酸三乙酯、磷酸三丙酯的化合物和式III化合物的混合物，

式III化合物為，或者；

式III化合物加入量是選自磷酸三甲酯、磷酸三乙酯、磷酸三丙酯的化合物質量的5-10%；

所述高分子網絡結構由高分子網絡結構單體原位聚合得到；

所述高分子網絡結構單體為碳酸亞乙烯酯；

含磷有機化合物與碳酸亞乙烯酯的體積比為0.5-3:1。

2.權利要求1所述的阻燃固液混合固態電解質，其中，含磷有機化合物與碳酸亞乙烯酯的體積比為1-1.5:1。

3.根據權利要求1所述的阻燃固液混合固態電解質，其特征在于，所述鋰鹽包括雙三氟甲磺酰亞胺鋰、雙氟磺酰亞胺鋰、六氟磷酸鋰、四氟硼酸鋰、六氟砷酸鋰、二氟草酸硼酸鋰、高氯酸鋰中的至少一種。

4.根據權利要求1所述的阻燃固液混合固態電解質，其特征在于，所述功能化高分子包括聚環氧乙烷、聚偏氟乙烯、聚(偏二氟乙烯-co-六氟丙烯)、聚二甲基硅氧烷、聚對苯乙烯、聚乙炔中的至少一種；

所述功能化納米 填料包括無機非活性陶瓷類填料、導鋰離子活性填料中的任一種；

所述功能化添加劑包括成膜添加劑、抗過充添加劑中的任一種。

5.權利要求1至4任一項所述的阻燃固液混合固態電解質的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括：

將含有含磷有機化合物、高分子網絡結構單體、鋰鹽，以及功能化高分子、功能化納米填料和功能化添加劑中的至少一種組成混合物，在引發劑存在的條件下，注液在電池內部原位聚合反應，即可得到所述阻燃固液混合固態電解質。

6.根據權利要求5所述的制備方法，原位聚合反應的條件為：加熱溫度45~90℃；所述混合物中鋰鹽摩爾濃度為0.25M-4M之間。

7.根據權利要求6所述的制備方法，原位聚合反應的條件為：所述混合物中功能化高分子的含量為含磷有機化合物和高分子網絡結構單體總質量的2-10%。

8.根據權利要求6所述的制備方法，原位聚合反應的條件為：所述混合物中功能化納米填料的含量為含磷有機化合物和高分子網絡結構單體總質量的2-5%。

9.根據權利要求6所述的制備方法，原位聚合反應的條件為：所述混合物中功能化添加劑的含量為含磷有機化合物和高分子網絡結構單體總體積的2-10%。

10.一種鋰電池，其特征在于，所述鋰電池中含有阻燃固液混合固態電解質；所述阻燃固液混合固態電解質選自權利要求1至4任一項所述的阻燃固液混合固態電解質、或者權利要求5-9任一項所述制備方法得到的阻燃固液混合固態電解質。