[发明专利]锂离子电池用聚合物及其制备方法、锂离子电池凝胶电解质及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种锂离子电池用聚合物及其制备方法、具有该种锂离子电池用聚合物的锂离子电池凝胶电解质及其制备方法、使用该种凝胶电解质的锂离子电池及其制备方法。

背景技术

能源和环境是人类进入21世纪必须面对的两个严峻问题，开发新能源和清洁可再生能源是今后世界经济中最具决定性影响的技术领域之一。锂离子电池自问世以,因满足了移动通讯和笔记本电脑迅猛发展对电源小型化、轻量化、长工作时间、长寿命、无记忆效应和对环境无公害等要求发展极快。传统的锂电池由正极、负极、电解质溶液构成。该种传统锂电池仅采用溶剂溶解电解质，呈液态，存在漏液的风险，安全系数低，易爆炸；且可塑性差，制成的形状有限，无法适应所有形状的产品的要求；能量密度低，导致厚度最薄不能低于3.6mm，无法满足超薄电子器件的要求。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术中的不足，提供一种可防止锂离子电池漏液的锂离子电池用聚合物。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案实现：

锂离子电池用聚合物，其特征在于，由包括聚乙烯醇、酸酐和异氰酸酯在内的原料在助剂的作用下交联形成；所述助剂包括引发剂和助交联剂。

优选地是，所述聚乙烯醇包括完全醇解型聚乙烯醇和部分醇解型聚乙烯醇中的一种或两种。

优选地是，所述完全醇解型聚乙烯醇选自PVA-103、PVA-105、PVA-117、PVA-124中的一种或任意几种。

优选地是，所述部分醇解型聚乙烯醇选自PVA-205、PVA-217、PVA-224中的一种或任意几种。

优选地是，所述聚乙烯醇的重量份为30～70。

优选地是，所述酸酐包括顺丁烯二酸酐、六氢苯酐、四氢苯酐、偏苯三酸酐、均苯四酸二酐中的一种或任意几种组合。

优选地是，所述酸酐的重量份为10～50。

优选地是，所述异氰酸酯包括甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、多苯基多亚甲基多异氰酸酯中的一种或任意几种组合。

优选地是，所述异氰酸酯的重量份为10～40。

优选地是，所述引发剂包括偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈、过氧化苯甲酰、2,2-双-(过氧化叔丁基)丙烷、2,2-双-(4,4-二叔丁基过氧化环己基)丙烷、2,5-二甲基-2,5-双-(过氧化-3,5,5-三甲基己酰)己烷、2,5-二甲基-2,5-双-(过氧化苯甲酰)己烷、1,1-双-(过氧化叔丁基)环乙烷、过氧化氢二叔丁基异丙(基)苯中的一种或任意几种组合。

优选地是，所述引发剂的重量份为0.1～1。

优选地是，所述助交联剂包括聚乙二醇二丙烯酸酯、二丙烯酸二乙二醇酯、四甘醇二丙烯酸酯、季戊四醇丙烯酸酯、聚二季戊四醇六丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、甲氧基聚乙二醇(500～2000)甲基丙烯酸酯、乙氧化双酚A二丙烯酸酯、聚乙二醇(100～1000)二丙烯酸酯、聚乙二醇(100～1000)二丙烯酸酯、聚乙二醇(100～1000)二甲基丙烯酸酯、聚乙二醇(100～1000)二甲基丙烯酸酯、聚乙二醇(500～2000)二甲基丙烯酸酯、乙二醇二甲基丙烯酸酯、乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、乙氧化季戊四醇四丙烯酸酯中的一种或任意几种组合。

优选地是，所述助交联剂的重量份为5～10％。

本发明的又一个目的是为了克服现有技术中的不足，提供一种可防止锂离子电池漏液的锂离子电池用聚合物的制备方法。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案实现：

锂离子电池用聚合物的制备方法，其特征在于，将包括聚乙烯醇、酸酐和异氰酸酯在内的原料和所述助剂按配比混合，在60～90℃的温度下加热1～3小时，交联形成所述锂离子电池用聚合物。形成的所述锂离子电池用聚合物为互穿网络聚合物。

本发明的又一个目的是为了克服现有技术中的不足，提供一种可防止漏液的锂离子电池凝胶电解质。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案实现：

锂离子电池凝胶电解质，其特征在于，包括电解质溶液和权利要求1-13中任一项所述的锂离子电池用聚合物；所述电解质溶液由锂盐和有机溶剂组成；所述锂离子电池用聚合物占凝胶电解质的重量百分比为1～15％，其余为所述电解质溶液。

优选地是，所述锂盐包括高氯酸锂、六氟磷酸锂、四氟硼酸锂、六氟砷酸锂、三氟甲磺酸锂中的一种或任意几种组合；