[发明专利]具有凝胶电解质的电化学电池的制备方法

权利要求书

1.电化学电池的制造方法，所述电化学电池具有被隔板分隔的阳极和阴极、和凝胶电解质，所述方法包括以下步骤：组装阳极、阴极和隔板，以及在阳极和阴极之间注入液体电解质组合物，所述液体电解质组合物包含聚合物、非质子液体溶剂和锂盐，其中：

-所述液体电解质组合物中的聚合物包含能够通过阳离子聚合而聚合的官能团；以及

-所述该电池经受包括充电步骤和放电步骤的电化学循环。

2.根据权利要求1所述的方法，其中用来制备所述液体电解质组合物的聚合物是具有侧基的聚合物，所述侧基通过阳离子路径可聚合。

3.根据权利要求2所述的方法，其中所述侧基是烯丙基或环醚基，所述环醚基选自环氧乙烷基、氧杂环丁烷基、四氢呋喃基和四氢吡喃基。

4.根据权利要求1所述的方法，其中所述聚合物是具有阳离子聚合基团作为侧基的直链聚合物，或者具有阳离子聚合基团作为末端基团的枝化聚合物。

5.根据权利要求1所述的方法，其中所述聚合物是具有以下单体单元的共聚物：

其中：

R¹和R³的每个是H或甲基，

R²是非聚合基团，

R⁴是通过阳离子路径可聚合的基团，以及

n是共聚物中单体单元A的数量，m是共聚物中单体单元B的数量，

所述共聚物具有的分子量为200,000至700,000，m/(n+m)比为0.1至0.6。

6.根据权利要求5所述的方法，其中所述非聚合基团选自：

-烷基、烯基、环烷基和芳基；

-通过插入杂原子从烷基或者烯基衍生出的基团；以及

-环中具有杂原子(O或N)的环烷基或者芳基。

7.根据权利要求1所述的方法，其中所述非质子液体溶剂是线型或者环型的醚、酯、腈、酰胺、砜、环丁砜、烷基硫酰胺、或者部分卤代的烃。

8.根据权利要求1所述的方法，其中所述非质子液体溶剂是具有有机阳离子和阴离子的盐，所述有机阳离子是脒鎓、胍鎓、吡啶鎓、嘧啶鎓、咪唑鎓、咪唑啉鎓、三唑鎓或者磷鎓，所述阴离子选自(FSO₂)₂N-(FSI)、(CF₃SO₂)₂N^-(TFSI)、(C₂F₅SO₂)₂N^-(BETI)、PF₆^-、BF₄^-、ClO₄^-、CF₃SO₂、草酰二氟硼酸根(BOB)和二氰三唑根(DCTA)。

9.根据权利要求1所述的方法，其中所述液体电解质组合物中的聚合物/液体溶剂的重量比为0.5％-8％。

10.根据权利要求1所述的方法，其中所述液体电解质组合物中的盐浓度为0.1M-2.5M。

11.根据权利要求1所述的方法，其中所述锂盐选自卤化锂、全氟磺酸锂、(三氟甲磺酰)酰亚胺锂、双(三氟甲磺酰)甲基锂、三(三氟甲磺酰)甲基锂、高氯酸锂、六氟砷酸锂、六氟磷酸锂、六氟锑酸锂、四氟硼酸锂、双全氟乙磺酰酰亚胺锂(LiBETI)、双(氟磺酰)酰亚胺锂(LiFSI)和草酰二氟硼酸锂(LiBOB)。

12.根据权利要求1所述的方法，其中在循环率为C/5至C/30下进行电化学循环。

13.根据权利要求1所述的方法，其中所述阳极由选自金属锂、富锂的金属间合金的材料，例如Li-Al、Li-钢、Li-Sn、Li-Pb、SiO、SnO、SnO₂、SnCoC、碳或者Li₄Ti₅O₁₂制成。