[发明专利]一种聚合物电解质及锂离子电池

说明书

本发明属于锂离子电池技术领域，尤其涉及一种聚合物电解质及锂离子电池。该聚合物电解质的制备方法，包括：(1)按重量份数计，将5～90份有机溶剂溶解0.01～27份功能聚合物制备均匀混合A体系；(2)将A体系、锂盐、功能添加剂和功能反应剂混合均匀，即得到混合液；(3)将所述混合液进行原位聚合得到聚合物电解质。本发明制备的聚合物电解质能有效改善锂离子电池的安全性，具有广泛的应用前景。

技术领域

本发明属于锂离子电池技术领域，尤其涉及一种聚合物电解质及锂离子电池。

背景技术

锂离子电池具有能量密度高、循环寿命长、绿色无污染等特点，目前已经在动力、数码、储能等领域得到应用。但是由于锂离子电池采液态易燃电解液，在实际使用过程中会存在漏液、热失控、起火爆炸等安全问题。

目前为改善锂离子电池安全问题，目前采用了PTC极耳、PTC正极极片、高安全性电解液、高安全性隔膜等技术方案。但是以上技术方案并未从根本上解决锂离子电池的安全问题和市场对于高能量密度的需求。固态锂离子电池作为最可能实现产业化的下一代锂离子电池，固态锂离子电池具有高能量密度和安全性等特点。固态电池主要由固态正极、固态负极和固态电解质构成，其中固态电解质主要有聚合物电解质、硫化物电解质、氧化物电解质、氢化物电解质。硫化物电解质电导率高，但是存在对环境氛围敏感、界面接触差等问题；氧化物电解质存在界面接触差、难以加工等问题；氢化物电解质存在易还原且与正极相容性差等问题。聚合物电解质状态可分类为全固态聚合物电解质、半固态电解质和凝胶电解质。全固态聚合物电解质存在电导率低、电化学稳定性差等问题，半固态电解质和凝胶电解质具有电导率高、电化学稳定性佳，具有良好的应用潜力。

发明内容

本发明公开了一种相对于现有的锂电池，安全性能更优的锂离子电池，具体的，本发明的技术方案如下：

本发明第一个方面公开了一种聚合物电解质。所述聚合物电解质包括氟结构：

所述R52-R60均为有机官能团，所述氟结构的分子量为500～10W。

优选的，所述聚合物电解质还包括碳酸酯结构；

其中所述碳酸酯结构为：

所述R32-R40均为有机官能团，所述碳酸酯结构的分子量为500～10W。

优选的，所述聚合物电解质还包括下式酯结构中的一种；

所述R32-R39、R44-R51均为有机官能团，所述酯结构的分子量为500～10W。

具体的，该聚合物电解质以有机溶剂、功能聚合物、锂盐、功能添加剂和功能反应剂为原料来制备，在此过程中主要涉及以下几种反应：

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：

(1)按重量份数计，将5～90份有机溶剂溶解0.01～27份功能聚合物制备均匀混合A体系；

(2)将A体系、锂盐、功能添加剂和功能反应剂混合均匀，即得到混合液；

(3)将所述混合液进行原位聚合得到聚合物电解质。

优选的，所述有机溶剂为羟基碳酸酯、羧基碳酸酯、羟基酯或羧基酯。