[发明专利]一种不燃凝胶聚合物电解质及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种不燃凝胶聚合物电解质，其特征在于该聚合物电解质按质量分数计是将以下组分经原位聚合而得：

该凝胶聚合物电解质点火测试不燃，室温离子电导率为1.0-9.6×10^-4S cm^-1，锂离子迁移数为0.38-0.77，电化学窗口为4.2-5.0V，其中所含的乙烯基含磷化合物为乙烯基膦/磷酸酯或丙烯酰氧基膦酸酯中的任一种，具体结构如下：

式中，R₁为C_aH_bF_2a+1-b，a取1-3的整数，b取0-3的整数；R₂为H；R₃为CH_dF_3-d，d取0-2的整数；R₄为CH_eF_3-e，e取0-2的整数；所含的乙烯基化合物为聚乙二醇甲醚丙烯酸酯和聚乙二醇甲醚甲基丙烯酸酯中的至少一种，其具体结构分别如下：

式中，n取1-12的整数。

2.根据权利要求1所述的不燃凝胶聚合物电解质，其特征在于该聚合物电解质中所含的增塑剂为碳酸乙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯和碳酸丙烯酯中的至少一种；所含的锂盐为六氟磷酸锂、二氟磷酸锂、高氯酸锂、四氟硼酸锂、双草酸硼酸锂、二氟草酸硼酸锂、三氟甲磺酸锂、双三氟甲烷磺酰亚胺锂和双氟磺酰亚胺锂中的至少一种；所含的引发剂为偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈、偶氮二异丁酸二甲酯、过氧化苯甲酰、过氧化苯甲酸叔丁酯或过氧化甲乙酮中的任一种。

3.一种权利要求1所述不燃凝胶聚合物电解质的制备方法，该制备方法的工艺步骤和条件如下：

先将20～69％的乙烯基含磷化合物、10～22.5％乙烯基化合物，5～12％锂盐混合均匀，然后加入并溶解在15～45％的增塑剂中，再加入0.05-0.5％的引发剂搅拌溶解至形成均一溶液，滴加于装配在锂电池正负极之间的隔膜上，使之完全浸润，最后连同电池一起置于50～80℃环境中3～24小时即可使隔膜中含有的单体原位聚合，得到位于隔膜孔隙内部和表面的不燃凝胶聚合物电解质，

其中所用的乙烯基含磷化合物为乙烯基膦/磷酸酯或丙烯酰氧基膦酸酯中的任一种，具体结构如下：

式中，R₁为C_aH_bF_2a+1-b，a取1-3的整数，b取0-3的整数；R₂为H；R₃为CH_dF_3-d，d取0-2的整数；R₄为CH_eF_3-e，e取0-2的整数；所用的乙烯基化合物为聚乙二醇甲醚丙烯酸酯和聚乙二醇甲醚甲基丙烯酸酯中的至少一种，其具体结构分别如下：

式中，n取1-12的整数。

4.根据权利要求3所述不燃凝胶聚合物电解质的制备方法，该制备方法中所用的增塑剂为碳酸乙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯和碳酸丙烯酯中的至少一种；所用的锂盐为六氟磷酸锂、二氟磷酸锂、高氯酸锂、四氟硼酸锂、双草酸硼酸锂、二氟草酸硼酸锂、三氟甲磺酸锂、双三氟甲烷磺酰亚胺锂和双氟磺酰亚胺锂中的至少一种；所用的引发剂为偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈、偶氮二异丁酸二甲酯、过氧化苯甲酰、过氧化苯甲酸叔丁酯或过氧化甲乙酮中的任一种。

5.根据权利要求3或4所述不燃凝胶聚合物电解质的制备方法，该制备方法中所用的隔膜为聚对苯二甲酸乙二醇酯隔膜、纤维素隔膜、聚乙烯隔膜或者聚丙烯隔膜中的任一种。

6.一种权利要求1所述的不燃凝胶聚合物电解质的应用是将其用于锂电池中。