[发明专利]一种含硼氟结构的固态聚合物电解质及其制备方法和应用

说明书

本发明属于锂离子电池技术领域，尤其涉及一种含硼氟结构的固态聚合物电解质及其制备方法和应用。所述固态聚合物电解质的制备方法包括以下步骤：S1：将乙烯基硼氟单体、乙烯基聚醚单体、改性单体和功能聚合物加入溶剂中，加入引发剂反应，提纯处理得到聚合物体系B；S2：将聚合物体系B、锂盐、填料和助剂加入溶剂中，加入交联剂得到混合液，将混合液均匀涂布在模具上后进行反应；S3：得到固态聚合物电解质。将得到的固态聚合物电解质与正极极片、负极极片组装成固态电池电芯，然后焊接极耳、热处理和封装处理，即得到锂离子电池。本发明得到的含有硼氟结构的固态聚合物电解质具有良好的耐高电压、高电导率和与锂金属相容性。

技术领域

本发明属于锂离子电池技术领域，尤其涉及一种含硼氟结构的固态聚合物电 解质及其制备方法和应用。

背景技术

锂离子电池目前已经在数码、动力及其他储能领域得到广泛的应用。锂离子 电池主要由正极材料、负极材料、电解液、隔膜等主要材料构成，在锂离子电池 使用中，容易发生热失控，从而导致起火爆炸等安全问题。固态电池作为最可能 实现的下一代锂离子电池，具有高质量能量密度、高安全性等特点。固态电池主 要由正极材料、负极材料和固态电解质构成，其中固态电解质主要有包括硫化物 电解质、氧化物电解质和聚合物电解质。硫化物电解质虽然电导率高，但是存在 加工性较差且成本高等问题；氧化物电解质存在界面接触差、柔韧性差等问题； 聚合物电解质目前主要是以聚氧化乙烯(PEO)为主要代表，虽然存在电导率低、 不耐高电压等缺点，但是可以通过改善聚合物结构从而提升其电化学性能。

为改善固态聚合物电解质的电化学性能，申请号为201711049442.5的中国 发明专利申请公开了一种不燃型聚合物电解质，该聚合物电解质主要由聚醚结构 和磷酸酯结构组成，该聚合物电解质由于含有大量的含磷结构，具有不燃特性， 但是其引入不耐高电压的环氧结构，会导致聚合物电解质部分氧化分解。申请号 为201810950307.6的中国发明专利申请公开了一种以聚氧化乙烯、锂盐和无机 添加剂制备复合耐高电压固态聚合物电解质，其中无机添加剂为含硼无机添加 剂，但是该专利制备的复合固态聚合物电解质含硼结构与导锂聚醚结构只是简单 物理混合且室温锂离子电导率低，均会直接影响其性能效果。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种聚合物电解质。

本发明的目的之二在于提供一种聚合物电解质的制备方法。

本发明的目的之三在于提供一种锂离子电池及其制备方法。

本发明的具体技术方案如下：

本发明第一个方面公开了一种聚合物电解质，其具有式(I)所示的结构式：

其中，A、A1、A2、R、R1、R2或R3均为有机官能团；

R、R1、R2、R3中至少含有一个氟结构；

式和式的摩尔比为(1∶9)-(9∶1)之间； 的摩尔比为(1:9)-(9:1)之间；

n、m和p是正整数。

优选的，所示硼结构包括C-B、B-O或B-F。

优选的，单位摩尔的聚合物电解中含有0.1～0.9摩尔的硼结构。

优选的，单位摩尔的聚合物电解中含有0.1～18摩尔的氟结构。

优选的，所述硼结构和氟结构的摩尔比为(1:20)-(1:1)之间；更优选的，所述硼结构和氟结构的摩尔比为(1:12)-(1:1)之间。

本发明第二个方面公开了一种聚合物电解质的制备方法，包括以下步骤：