[發明專利]凝膠電解質及其應用

在審

• 申請號: 202210475933.0
• 申請日: 2022-04-29
• 公開（公告）號: CN114725504A
• 公開（公告）日: 2022-07-08
• 發明（設計）人: 呂文彬;余樂
• 申請（專利權）人: 遠景動力技術（江蘇）有限公司;遠景睿泰動力技術（上海）有限公司
• 主分類號: H01M10/0565
• 分類號: H01M10/0565;H01M10/052
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 劉二艷

本發明提供了一種凝膠電解質及其應用，所述凝膠電解質的剪切彈性模量在1.2Mpa以上，所述凝膠電解質中包括酯基、磷酸基團和硅氧基團。本發明所述凝膠電解質具有良好的強度，能夠實現良好的操作性，保證電池不發生漏液現象，提升電池的安全性能，同時引入安全性基團，提升了電池的高溫穩定性。

技術領域

本發明屬于電池技術領域，涉及一種電解質，尤其涉及一種凝膠電解質及其應用。

背景技術

目前商用鋰電池已經出現能量密度的瓶頸，在高能量密度方面很難有提升，固態電池作為下一代電池已經被提到了前沿位置，全固態電池正負極隔膜之間是固固接觸，Li⁺傳導阻力較大，半固態電池作為傳統液態電池到全固態電池中間的過渡態，無論在制備的可操作性、電池的倍率性能、循環性能都與傳統液態電池十分接近，安全性能更是優于傳統液態電池。

聚合物固態電解質作為安全，密度小的材料非常受到關注，但是將聚合物固態電解質材料本身較軟，楊氏模量較低，添加后在輥壓過程中，由于電解質很軟，會造成電極延展較大，壓實密度很難提升。

基于以上研究，需要提供一種凝膠電解質，解決固態電解質低的室溫離子電導率和高的固-固界面阻抗，還能兼顧傳統聚合物電解質的優點，提升電池的安全性能。

發明內容

本發明的目的在于提供一種凝膠電解質及其應用，所述凝膠電解質具有較高的強度，能避免電池漏液，提升電池的安全性能，降低固態電池的界面阻抗。

為達到此發明目的，本發明采用以下技術方案：

第一方面，本發明提供了一種凝膠電解質，所述凝膠電解質的剪切彈性模量在1.2Mpa以上，所述凝膠電解質中包括酯基、磷酸基團和硅氧基團。

本發明所述凝膠電解質具有良好的強度，能夠實現良好的操作性，保證電池不發生漏液現象，并且所述凝膠電解質包括特定安全性基團，不僅能夠提升電池的安全性能，還能能夠提升電解質的高溫穩定性。

所述凝膠電解質的剪切彈性模量為1.2Mpa以上，例如可以是1.2Mpa、1.3Mpa、1.4Mpa、1.5Mpa、1.6Mpa、1.7Mpa或1.8Mpa，但不限于所列舉的數值，數值范圍內其它未列舉的數值同樣適用。

優選地，所述凝膠電解質的制備原料包括凝膠前驅體，所述凝膠前驅體的制備原料包括烯酸基磷酸酯和烯基硅氧烷。

本發明所述凝膠電解質是通過凝膠前驅體加入至電解液中，發生陽離子聚合，形成交聯產物，從而使電解液形成本發明所述凝膠電解質，保證電池不發生漏液現象。

示例性的，所述凝膠前驅體烯酸基磷酸酯包括乙烯酸基磷酸酯、丙烯酸基磷酸酯、丁烯酸基磷酸酯或甲基丙烯酸基磷酸酯中的任意一種或至少兩種的組合，典型但非限制的組合包括乙烯酸基磷酸酯和丙烯酸基磷酸酯的組合，或丁烯酸基磷酸酯和甲基丙烯酸基磷酸酯的組合。

示例性的，所述烯基硅氧烷包括乙烯基硅氧烷、丙烯基硅氧烷、甲基丙烯硅氧烷或丁烯基硅氧烷中的任意一種或至少兩種的組合，典型但非限制的組合包括乙烯基硅氧烷和丙烯基硅氧烷的組合，甲基丙烯硅氧烷和丁烯基硅氧烷得這

優選地，基于所述凝膠電解質的制備原料的質量，所述凝膠前驅體的質量百分數為1wt％至2wt％，例如可以是1wt％、1.1wt％、1.2wt％、1.3wt％、1.4wt％、1.5wt％、1.6wt％、1.7wt％、1.8wt％、1.9wt％或2wt％，但不限于所列舉的數值，數值范圍內其它未列舉的數值同樣適用。

本發明所述凝膠前驅體的用量較少，可低至1wt％至2wt％，即能使凝膠電解質形成穩定的凝膠結構，在保證性能的同時可以最大程度的減少凝膠前驅體用量。

優選地，所述烯酸基磷酸酯包括丙烯酸基磷酸酯，所述丙烯酸基磷酸酯的結構式如下：