[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

说明书

本发明涉及一种功能聚合物、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，属于锂离子电池技术领域。本发明的功能聚合物包括结构单元构成的聚合链，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)。本发明中的阻燃基团使得功能聚合物具有很好的阻燃功能，锂离子传导基团使得Li⁺能在功能聚合物中传递速度较快。本发明的阻燃聚合物电解质复合膜具有电导率高，阻燃性能强等优点，在锂离子电池领域具有潜在的应用价值。

技术领域

本发明涉及一种功能聚合物、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，属于锂离子电池技术领域。

背景技术

相比于其他二次电池,锂离子电池具有能量密度高、输出电压高、输出功率大、自放电效应小、环境友好、工作温度宽、无记忆等特点,自1991年由日本索尼公司实现产业化以来,被广泛应用于手机、笔记本电脑等便携式电子设备中。而且,锂离子电池作为动力电池在混合动力汽车、插电式混合动力汽车及纯电动汽车中有极好的应用前景。

现有技术中，一般使用的电解液为有机电解液(LiPF₆溶于有机碳酸酯组成),采用阻燃性不好的PP/PE(聚丙烯/聚乙稀)微孔膜作为隔膜,电池在滥用、微短路或电池内部过热的情况下，极易起火，从而引起事故。而现有的固态锂离子电解质，通常存在电导率较低的问题，而且阻燃效果也很一般。所以，现有的电解质，无论液态还是固态，都存在一定的缺陷。

申请公布号为CN103199301A的中国发明专利公开了一种复合凝胶聚合物电解质，该复合凝胶聚合物电解质由复合电解质膜和液体电解质组成，其中复合电解质膜由两层或多层组成，其中至少有一层为固态聚合物电解质，至少有一层为与该固态聚合物电解质不同的高分子材料，该发明的膜制备步骤繁琐，而且制备的膜依然含有液态电解液，所以不具有阻燃性。

申请公布号为CN102117938A的中国发明专利公开了一种聚合物电解质膜，该电解质膜包括含硅氧键长链的聚合物和氧化硅，其中，含硅氧键长链的聚合物和氧化硅是聚合物基体和硅酸酯在pH值为6.5-8.0的有机溶液中反应的产物，聚合物基体选自聚偏氟乙烯-六氟丙烯等。该聚合物电解质膜的具有吸液性强、离子导电性强、内阻小等优点，但是该聚合物电解质膜仍然需要使用增塑剂，而增塑剂易于燃烧，从而存在着火爆炸的危险。

发明内容

本发明的目的旨在提供一种阻燃性能好的功能聚合物。

本发明的另一个目的在于提供一种包含上述功能聚合物的聚合物电解质膜。

本发明的另一个目的在于提供一种阻燃聚合物电解质复合膜。

本发明的另一个目的在于提供一种上述阻燃聚合物电解质复合膜的制备方法。

本发明的另一个目的在于提供一种采用上述阻燃聚合物电解质复合膜的锂离子电池。

为了实现上述目的，本发明的功能聚合物的技术方案如下：

一种功能聚合物，包括由如式1所示的结构单元构成的聚合链，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。