[发明专利]一种聚合物单离子电解质及其制备方法

权利要求书

1.具有以下式（Ⅰ）结构的无规共聚物或嵌段聚合物，

式（Ⅰ）中，R是H或CH₃，n是2-20的整数，R_F=C_mH_2m+1，m=0-8；

式（Ⅰ）聚合物的数均分子量是2000-150000g/mol，优选数均分子量是20000-50000g/mol；

当式（Ⅰ）为嵌段聚合高分子化合物时：x是5-500的整数；y是2-500的整数，A嵌段的数均分子量是500-25000g/mol，B嵌段的数均分子量是1000-120000g/mol。

2.由权利要求1所述的无规共聚或嵌段聚合高分子化合物构成的聚合物单离子电解质。

3.权利要求1所述的无规共聚或嵌段聚合高分子化合物作为电解质应用。

4.根据权利要求3所述的应用，其特征在于，所述的电解质是锂离子电池电解质或锂电池电解质。

5.权利要求1所述的无规共聚高分子化合物的制备方法，其特征在于，令(对乙烯苯磺酰)(全氟烷基磺酰)亚胺锂单体和甲氧基多缩乙二醇丙烯酸酯单体在自由基引发剂引发下发生共聚反应形成无规共聚高分子化合物。

6.权利要求1所述的嵌段聚合高分子化合物的制备方法，其特征在于，令(对乙烯苯磺酰)(全氟烷基磺酰)亚胺锂单体和甲氧基多缩乙二醇丙烯酸酯单体发生嵌段聚合反应形成嵌段聚合高分子化合物。

7.权利要求6所述的嵌段聚合高分子化合物的制备方法，其特征在于，所述的嵌段聚合反应可以是自由基嵌段共聚反应、负离子嵌段共聚反应或正离子嵌段共聚反应。

8.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述的令(对乙烯苯磺酰)(全氟烷基磺酰)亚胺锂单体和甲氧基多缩乙二醇丙烯酸酯单体在自由基引发剂引发下发生共聚反应形成无规共聚高分子化合物的具体方法是：将具有式（Ⅱ）结构的(对乙烯苯磺酰)(全氟烷基磺酰)亚胺锂单体和具有式（Ⅲ）结构的甲氧基多缩乙二醇丙烯酸酯单体，按照化学计量摩尔比1:1~1：20，优选1:8加入到反应容器中，然后按照体积比1:1~1:5加入溶剂N，N-二甲基甲酰胺（DMF）和单体摩尔总量0.5~5%的引发剂偶氮异丁腈，通氩气排氧2h，在50~100℃下，优选60℃，反应8~20h，优选15h，反应完毕后，冷却至室温，在搅拌下，将反应液慢慢滴入到过量的乙醚中，使其沉淀析出黏胶状固体，将上层的乙醚慢慢倾倒出，如此溶解、沉淀反复三次，得到凝胶状聚合物固体；将黏胶状聚合物于80℃下真空干燥8h，得到式（Ⅰ）的无规共聚物Poly(LiSR_FFSI-co-MPEGA)，

9.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述的令(对乙烯苯磺酰)(全氟烷基磺酰)亚胺锂单体和甲氧基多缩乙二醇丙烯酸酯单体发生嵌段聚合反应形成嵌段聚合高分子化合物的具体方法包括以下步骤：

步骤（一）：将具有式（Ⅲ）结构的甲氧基多缩乙二醇丙烯酸酯单体、二硫代苯甲酸异丁腈酯、偶氮异丁腈按照质量比1：0.002：0.001~1：0.25：0.01混合得到混合物，将该混合物与甲苯溶剂按体积比1：1~1：3的比例加入反应容器中，通氩气排氧2小时，在60~90℃下，优选75℃，反应10~20h，优选12小时，冷至室温、用乙醚沉淀、真空干燥后，得到甲氧基多缩乙二醇聚丙烯酸酯的大分子可逆加成断裂自由基聚合（RAFT）试剂；

步骤（二）：将具有式（Ⅱ）结构的(对乙烯苯磺酰)(全氟烷基磺酰)亚胺锂单体、步骤（一）制备的甲氧基多缩乙二醇聚丙烯酸酯的大分子可逆加成断裂自由基聚合（RAFT）试剂、偶氮异丁腈按照质量比1：1：0.001~1：10：0.03混合得到混合物，将该混合物与DMF溶剂按体积比为1：0.5~1：2的比例加入反应容器中，通氩气排氧2小时，在60~90℃下，优选70℃，反应15~28小时，优选20小时，冷至室温、用乙醚沉淀、真空干燥后，得到具有式（Ⅰ）结构的嵌段聚合高分子化合物。