[發(fā)明專利]一種聚異氰尿酸酯基阻燃凝膠聚合物電解質(zhì)及其制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202111051752.7
• 申請日: 2021-09-08
• 公開（公告）號: CN113745656A
• 公開（公告）日: 2021-12-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 左朋建;周慶潔
• 申請（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: H01M10/0565
• 分類號: H01M10/0565;H01M10/058;A62C3/16
• 代理公司: 哈爾濱龍科專利代理有限公司 23206
• 代理人: 李智慧

1.一種聚異氰尿酸酯基阻燃凝膠聚合物電解質(zhì)，其特征在于所述聚合物電解質(zhì)以異氰尿酸酯基單體材料和鋰鹽為原料制備而成，其中：所述異氰尿酸酯基單體材料為異氰尿酸二烯丙基丙酯、異氰尿酸三烯丙酯、異氰尿酸三縮水甘油酯、雙（2-羧乙基）異氰尿酸酯，三（2-丙烯酰氧乙基）異氰尿酸酯中的一種或多種；所述鋰鹽選自雙三氟甲烷磺酰亞胺鋰、雙氟磺酰亞胺鋰、雙草酸硼酸鋰、二氟草酸硼酸鋰、六氟磷酸鋰、四氟硼酸鋰中的至少一種；所述凝膠聚合物電解質(zhì)中，異氰尿酸酯基單體材料的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1~50wt%。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚異氰尿酸酯基阻燃凝膠聚合物電解質(zhì)，其特征在于所述異氰尿酸酯基單體材料的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3~20wt%，進一步優(yōu)選為5~15wt%。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的聚異氰尿酸酯基阻燃凝膠聚合物電解質(zhì)，其特征在于所述異氰尿酸酯基單體材料為三（2-丙烯酰氧乙基）異氰尿酸酯。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚異氰尿酸酯基阻燃凝膠聚合物電解質(zhì)，其特征在于所述鋰鹽占異氰尿酸酯基單體材料和鋰鹽總質(zhì)量的60~90%。

5.一種權(quán)利要求1-4任一項所述聚異氰尿酸酯基阻燃凝膠聚合物電解質(zhì)的制備方法，其特征在于所述方法包括如下步驟：

步驟一、前驅(qū)體溶液制備：在具有保護氣氛氬氣且氧含量和水含量均小于0.1ppm的環(huán)境下，將異氰尿酸酯基單體材料溶解于含有鋰離子的鋰離子電池電解液體系中，充分?jǐn)嚢瑁S后加入自由基引發(fā)劑化合物，得到凝膠聚合物電解質(zhì)前驅(qū)體溶液；

步驟二、固化成膜：在鋰離子電池注液過程中，將步驟一中的前驅(qū)體溶液滴加在多孔支撐材料上，直接裝配成電池，隨后將裝配好的電池置于烘箱中進行原位熱聚合。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的聚異氰尿酸酯基阻燃凝膠聚合物電解質(zhì)的制備方法，其特征在于所述鋰離子電解液溶劑體系由碳酸乙烯酯、碳酸二乙酯、碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯、碳酸丙酸酯中的一種或者多種組成，優(yōu)選為碳酸乙烯酯和碳酸二甲酯混合溶劑，碳酸乙烯酯與碳酸二甲酯的體積比為3：7。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的聚異氰尿酸酯基阻燃凝膠聚合物電解質(zhì)的制備方法，其特征在于所述自由基引發(fā)劑化合物選自偶氮二異丁腈、過氧化苯甲酰、偶氮二異庚腈、叔丁基過氧化氫、偶氮二異丁酸二甲酯、過氧化苯甲酸叔丁酯中的至少一種，優(yōu)選為偶氮二異丁腈。

8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的聚異氰尿酸酯基阻燃凝膠聚合物電解質(zhì)的制備方法，其特征在于所述自由基引發(fā)劑化合物的加入量為異氰尿酸酯基單體材料的0.01~1wt%，優(yōu)選為0.5wt%。

9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的聚異氰尿酸酯基阻燃凝膠聚合物電解質(zhì)的制備方法，其特征在于所述多孔支撐材料選自聚乙烯、聚丙烯、聚丙烯腈、聚（偏氟乙烯-六氟乙烯）、聚甲基丙烯酸甲酯、聚酰亞胺中單一或多種成分組成的多孔膜，優(yōu)選為聚丙烯。

10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的聚異氰尿酸酯基阻燃凝膠聚合物電解質(zhì)的制備方法，其特征在于所述原位熱聚合的溫度為40~70℃，優(yōu)選為50~60℃，時間為0.5~4h，優(yōu)選為1h。