[发明专利]用于聚合物电解质的共聚物以及包括该共聚物的凝胶聚合物电解质和锂二次电池

说明书

本发明披露了一种用于聚合物电解质的共聚物，以及包括该共聚物的凝胶聚合物电解质和锂二次电池。具体地，本发明披露了一种用于聚合物电解质的共聚物，所述共聚物包括：(A)氟基聚合物；和(B)衍生自丙烯酸酯基单体或丙烯酸酯基聚合物的单元，其中衍生自丙烯酸酯基单体或丙烯酸酯基聚合物的单元接枝在氟基聚合物上，并且氟基聚合物与衍生自丙烯酸酯基单体或丙烯酸酯基聚合物的单元的重量比在1:99至40:60的范围内，并且本发明披露了一种通过包括该共聚物而提高了锂离子传输能力的凝胶聚合物电解质。此外，本发明可以制备一种通过包括该凝胶聚合物电解质而提高了高温安全性的锂二次电池。

技术领域

相关申请的交叉引用

本申请要求于2019年8月8日提交的韩国专利申请第2019-0096997号的优先权，通过引用将上述专利申请的公开内容结合在此。

本发明涉及一种用于聚合物电解质的共聚物、以及包括该共聚物的凝胶聚合物电解质和锂二次电池。

背景技术

近来，随着电气、电子、通信和计算机工业的快速发展，对高性能、高稳定性二次电池的需求日益增长。特别是，随着电子和通信装置的小型化和轻量化趋势，需要作为该领域的核心部件的薄膜化及小型化的锂二次电池。

可根据所使用的电解质将锂二次电池分为使用液体电解质的锂离子电池和使用聚合物电解质的锂聚合物电池。

锂离子电池的优点在于其具有高容量，但是锂离子电池的缺点在于，由于使用包含锂盐的液体电解质，因此存在泄漏和爆炸的风险，并且为了应对该风险，电池设计很复杂。

相比之下，关于锂聚合物电池，由于使用固体聚合物电解质或含有液体电解质溶液的凝胶聚合物电解质作为电解质，因此稳定性得到改善，并且同时获得了柔性，因此，锂聚合物电池可被开发为各种形式，例如，小型化或薄膜化电池形式。

可以通过以下两种方法制备使用凝胶聚合物电解质的二次电池。

首先，在通过将可与聚合引发剂聚合的低聚物或单体混合在其中电解质盐溶解在非水有机溶剂中的液体电解质溶液中以制备电解质组合物之后，将该电解质组合物注入容纳电极组件的电池中，并在适当的温度和时间条件下进行凝胶化(交联)以制备二次电池。然而，对于上述方法，由于注入前溶液的高粘度和表面张力问题导致在电池中的润湿性(wetting)较差，因此该方法的缺点在于：即使在凝胶化之后，也不易确保机械强度。

作为另一种方法，在电极和隔板之一的一个表面上涂覆电解质组合物并通过使用热或紫外(UV)光进行固化(凝胶化)以形成凝胶聚合物电解质之后，通过将其上形成有凝胶聚合物电解质的电极和/或隔板卷绕或堆叠来制备电极组件，将电极组件插入到电池壳体中，然后可以通过向该电池壳体中重新注入常规液体电解质溶液来制备二次电池。

然而，该方法需要加热或紫外线照射工序以进行凝胶化，并且具有以下局限性：涂覆有凝胶的隔板吸收水分而降低电池的性能和稳定性。此外，由于已用作常规隔板的聚乙烯隔板具有高的热收缩率，因此当在异常使用条件下温度升高时，正极与负极之间会发生短路，因此，电池的稳定性可能会降低。

因此，需要开发一种可以确保机械强度和离子传输能力并且可以同时制备对外部冲击具有改善的安全性的凝胶聚合物电解质的方法。

现有技术文献

韩国专利申请待审公开第2007-0051706号

发明内容

技术问题

本发明的一方面提供一种用于聚合物电解质的共聚物，其中衍生自丙烯酸酯基单体或丙烯酸酯基聚合物的单元接枝在氟基聚合物上。