[发明专利]一种功能聚合物、聚合物电解质膜、阻燃聚合物电解质复合膜及其制备方法、锂离子电池

权利要求书

1.一种功能聚合物，其特征在于，由如式1所示的结构单元构成的聚合链、阻燃基团、锂离子传导基团、封端基团构成，在所述聚合链的结构单元的1号位或2号位上连接有阻燃基团和锂离子传导基团，所述阻燃基团与锂离子传导基团的摩尔比为1:(2～4)；

其中，式1中X是30～600的整数；

所述阻燃基团具有如式2所示结构，

式2中，R＝C_aH_2a+1，其中a的取值为1～3的整数；

所述锂离子传导基团具有如式3所示结构，

式3中，m的取值为7～16的整数；

所述聚合链两端连接有封端基团，封端基团为CH₂或CHPh。

2.一种聚合物电解质膜，其特征在于，所述聚合物电解质膜包括如权利要求1所述的功能聚合物和锂盐。

3.一种阻燃聚合物电解质复合膜，其特征在于，所述阻燃聚合物电解质复合膜包括如权利要求2所述的聚合物电解质膜和复合在所述聚合物电解质膜表面的基体膜。

4.一种如权利要求3所述的阻燃聚合物电解质复合膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)将降冰片烯磷酸酯、降冰片烯聚乙二醇单甲醚经开环移位聚合反应，制得功能聚合物；

所述降冰片烯磷酸酯的结构如式4所示：

式4中，R＝C_aH_2a+1，a为1～3的整数；

所述降冰片烯聚乙二醇单甲醚的结构如式5所示：

其中，m为7～16的整数；

2)将步骤1)中的所得的功能聚合物和锂盐在有机溶剂中混合均匀，然后浇铸成膜，得聚合物电解质膜；

3)将步骤2)制得的聚合物电解质膜与基体膜复合，即得。

5.如权利要求4所述的阻燃聚合物电解质复合膜的制备方法，其特征在于，步骤1)中所述开环移位聚合反应包括以下步骤：

将降冰片烯磷酸酯和降冰片烯聚乙二醇单甲醚溶于有机溶剂中，得到溶液1；将Grubbs第二代引发剂溶于有机溶剂中，得到溶液2；将溶液1加入到溶液2中，反应2～6h，加入终止剂，停止反应后除去有机溶剂。

6.如权利要求4所述的阻燃聚合物电解质复合膜的制备方法，其特征在于，步骤1)中所述开环移位聚合反应包括以下步骤：

将降冰片烯磷酸酯溶于有机溶剂中，得到溶液A；将降冰片烯聚乙二醇单甲醚溶于有机溶剂中，得到溶液B；将Grubbs第二代引发剂溶于有机溶剂中，得到溶液C；将溶液A加入到溶液C中反应2～6h得到混合液，然后向混合液中加入溶液B反应2～6h，然后加入终止剂，停止反应后除去有机溶剂。

7.如权利要求4～6任一项所述的阻燃聚合物电解质复合膜的制备方法，其特征在于，所述步骤2)中聚合物电解质膜中的锂与功能聚合物中的环氧乙烷重复单元的摩尔比为1：(4～25)。

8.如权利要求4所述的阻燃聚合物电解质复合膜的制备方法，其特征在于，所述锂盐为四氟硼酸锂或双三氟甲基磺酰亚胺锂。

9.如权利要求4所述的阻燃聚合物电解质复合膜的制备方法，其特征在于，步骤3)中所述复合包括如下步骤：

将基体膜和/或聚合物电解质膜的表面用乙醇水溶液浸润，然后将基体膜和聚合物电解质膜贴合得到湿膜，将湿膜夹在两块平板之间，施加0.01MPa～0.03MPa的压力，干燥。

10.一种锂离子电池，其特征在于，包括电解质膜，所述电解质膜为权利要求3所述的阻燃聚合物电解质复合膜。