[发明专利]固态聚合物电解质、其制备方法以及锂二次电池

说明书

本发明提供一种用于锂二次电池的固态聚合物电解质及其制备方法，以及含有该固态聚合物电解质的锂二次电池。所述用于锂二次电池的固态聚合物电解质包括双烯体官能团聚合物、辅助基体聚合物、锂盐和亲双烯体官能团交联剂，所述双烯体官能团聚合物作为主基体聚合物，能与亲双烯体官能团交联剂发生狄尔斯‑阿尔德可逆加成反应。

技术领域

本发明涉及一种用于锂二次电池的固态聚合物电解质及其制备方法，以及含有该固态聚合物电解质的锂二次电池。

背景技术

现阶段，随着能源与环境形势的日益严峻，储能与动力锂二次电池受到了越来越多的关注与研究。由于传统锂二次电池所用液态电解液存在漏液、高温下不稳定性等安全问题，研究和发展全固态锂二次电池是提升锂电池安全性的可行技术方案之一，其中固态电解质是全固态锂二次电池开发的核心与重点。相较于无机固态电解质，聚合物固态电解质以其质轻，优良的粘弹性、成膜工艺性，稳定的电化学性能等特性，在作为全固态电解质用隔膜时具有较大的优势。但聚合物基固态电解质薄膜在单独成膜、成型处理以及高温工作条件下，会出现空洞或微损伤等结构，从而无法阻隔正负极物质，进而引起电池的失效。

发明内容

鉴于以上内容，有必要提供一种能够自动修复空洞或微损伤等结构的用于锂二次电池的固态电解质。

一种用于锂二次电池的固态聚合物电解质，包括双烯体官能团聚合物、辅助基体聚合物、锂盐和亲双烯体官能团交联剂，所述双烯体官能团聚合物作为主基体聚合物，能与亲双烯体官能团交联剂发生狄尔斯-阿尔德可逆加成反应。

一种用于锂二次电池的固态聚合物电解质的制备方法，包括如下步骤：

将双烯体官能团聚合物、辅助基体聚合物和锂盐加入有机溶剂中溶解，得到固态电解质胶液A；

将亲双烯体官能团交联剂加入有机溶剂中溶解，得到溶液B；

将固态电解质胶液A和溶液B在惰性气体环境下混合反应，浇铸涂膜后，干燥，得到所述固态聚合物电解质。

一种锂二次电池，包括正极材料、负极材料和如上所述的用于锂二次电池的固态聚合物电解质。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1、本发明所制备的固态聚合物电解质中双烯体官能团聚合物与亲双烯体的交联剂之间由狄尔斯-阿尔德(Diels-Alder)相互作用而交联，具有较优的机械性能。

2、本发明所制备固态聚合物电解质具有自修复性能，当其应用在锂二次电池中时，在出现空洞或微损伤的情况下，局部短路，产生高温，促进Diels-Alder环加成可逆反应的进行，实现固态聚合物电解质的自修复性，从而提高该固态电解质在电池应用中的使用寿命和安全性。

3、Diels-Alder环加成可逆反应不需要催化剂，保证了固态聚合物电解质体系的一致性，其电化学性能稳定可控。

4、本发明提供的固态聚合物电解质的制备方法具有工艺简单、反应可控、周期短等特点。

附图说明

图1为本发明一较佳实施例中用于锂二次电池的固态聚合物电解质的示意图。

图2为本发明实施例1和比较例1中固态电解质组装固态电池0.5C循环保持率与循环圈数关系图。

主要元件符号说明

无

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。