[发明专利]锂离子二次电池用准固态聚合物电解质及制备方法

权利要求书

1.一种锂离子二次电池用聚合物电解质，其特征在于：有固定形状且具有一定流动性的准固态形式，在成形基材上形成聚合物膜，所述聚合物膜是由甲基丙烯酸聚乙二醇甲醚酯单体与甲基丙烯酸十八烷基酯单体形成的共聚物且其中掺杂有机锂盐，其中甲基丙烯酸聚乙二醇甲醚酯单体中的氧乙烯（EO）段数为5～30, 有机锂盐为三氟甲磺酸锂、双三氟甲基磺酸亚胺锂中的一种或多种。

2.如权利要求1所述的锂离子二次电池用聚合物电解质，其特征在于：所述甲基丙烯酸聚乙二醇甲醚酯单体中的氧乙烯（EO）段数优选7～15。

3.如权利要求1或2所述的锂离子二次电池用聚合物电解质，其特征在于：所述甲基丙烯酸聚乙二醇甲醚酯-甲基丙烯酸十八烷基酯共聚物中两种单体的质量比为（2:3）～（9:1）。

4.如权利要求3所述的锂离子二次电池用聚合物电解质，其特征在于：所述甲基丙烯酸聚乙二醇甲醚酯-甲基丙烯酸十八烷基酯共聚物中两种单体的质量比优选4:1。

5.如权利要求1或2所述的锂离子二次电池用聚合物电解质，其特征在于：所述掺杂有机锂盐中的锂离子与共聚物中氧乙烯（EO）链段的摩尔比为1: （1～30）。

6.一种制备如权利要求1～5之一所述的锂离子二次电池用聚合物电解质的方法，其特征在于：包括以下工艺步骤：

（Ⅰ) 在保护气氛中，将单体甲基丙烯酸聚乙二醇甲醚酯、单体甲基丙烯酸十八烷基酯、引发剂偶氮二异丁氰按一定的质量比加入到有机酸烷基酯介质中完全溶解；其中单体甲基丙烯酸聚乙二醇甲醚酯中的氧乙烯（EO）段数为5～30；

（Ⅱ) 将步骤（Ⅰ)的有机溶液于50~90℃反应12~24h，得PEGMEM-co-SMA共聚物胶黏体系，再经有机溶剂1溶解——有机沉淀剂沉淀——洗涤——真空干燥，制得PEGMEM-co-SMA无定型固体，真空干燥的条件为室温～100℃；

（Ⅲ) 将步骤（Ⅱ)制得的PEGMEM-co-SMA无定型固体与有机锂盐按一定比例溶于有机溶剂2，至完全溶解；有机锂盐为三氟甲磺酸锂、双三氟甲基磺酸亚胺锂中的一种或多种；

（Ⅳ) 将步骤（Ⅲ)的有机溶液滴到隔膜上，在室温条件下，待有机溶剂2完全蒸发后，再于真空且室温～100℃条件下烘干，得锂离子二次电池用聚合物电解质。

7.如权利要求6所述的一种锂离子二次电池用聚合物电解质的制备方法，其特征在于：在步骤（Ⅰ)中所述的单体甲基丙烯酸聚乙二醇甲醚酯和单体甲基丙烯酸十八烷基酯（SMA）的总质量浓度为0.2～1 g/mL，引发剂偶氮二异丁氰的质量浓度为3×10^-4～5×10^-4 g/mL；甲基丙烯酸聚乙二醇甲醚酯-甲基丙烯酸十八烷基酯共聚物中两种单体的质量比为（2:3）～（9:1）。

8.如权利要求6或7所述的一种锂离子二次电池用聚合物电解质的制备方法，其特征在于：在步骤（Ⅰ)中所述的有机酸烷基酯的结构通式为:，式中，R₁为H或C原子数为1～8的烷基，R₂为C原子数为1～5的烷基。

9.如权利要求6或7所述的一种锂离子二次电池用聚合物电解质的制备方法，其特征在于：所述步骤（Ⅱ)中的有机溶剂1和步骤（Ⅲ)中的有机溶剂2采用相同有机物。

10.如权利要求9所述的一种锂离子二次电池用聚合物电解质的制备方法，其特征在于：所述步骤（Ⅱ)中的有机溶剂1和步骤（Ⅲ)中的有机溶剂2均为四氢呋喃或乙腈。