[发明专利]一种聚合物电解质及其制备方法与应用

权利要求书

1.一种聚合物电解质，其特征在于，其包括聚合物基质，所述聚合物基质为由丙烯酰基、氨基甲酸酯和磷酸酯三个砌块共同组成的聚合单体自聚形成的聚合物，或为由丙烯酰基、氨基甲酸酯和磷酸酯三个砌块共同组成的聚合单体与其他单体共聚形成的聚合物；所述由丙烯酰基、氨基甲酸酯和磷酸酯三个砌块共同组成的聚合单体为：

中的一种，其中，R₁，R₂，R₃，R₄，A，Y，Z分别独立地选自十八碳以下的烷基、氟代烷基、芳基或杂芳基中的一种；V取自H，甲基，F，CN或CF₃中的一种；B选自O或NH；X^-选自PF₆ˉ，BF₄ˉ，TFSIˉ或FSIˉ中的一种；m取值为0～8；U为C＝O或O＝S＝O。

2.根据权利要求1所述的聚合物电解质，其特征在于，还包括锂或钠盐、塑化剂、引发剂和多孔支撑材料。

3.根据权利要求1所述的聚合物电解质，其特征在于，按质量百分比计包括10-85％的聚合物基质，0-29.9％的锂或钠盐，0-80％的塑化剂、0-1％的引发剂以及0-35％的多孔支撑材料。

4.根据权利要求3所述的聚合物电解质，其特征在于，所述锂盐为六氟磷酸锂、高氯酸锂、双草酸硼酸锂、二氟草酸硼酸锂、三氟甲磺酸锂、双三氟甲基磺酰亚胺锂、双氟磺酰亚胺锂和中的一种或多种，其中，R₀取自十八碳以下的多氟代烷基、芳基；

和/或，所述钠盐为高氯酸钠、磷酸钒钠、三氟甲磺酸钠、六氟磷酸钠、双草酸硼酸钠、二氟草酸硼酸钠、三氟甲磺酰亚胺钠、四氟硼酸盐钠和中的一种或多种，其中，R₀取自十八碳以下的多氟代烷基、芳基；

和/或，所述塑化剂为二氧化硅，二氧化锆，二氧化钛，三氧化二铝，无机锂盐、无机钠盐、碳酸乙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯、碳酸丙烯酯、碳酸二乙酯、丁二腈、戊二腈、氟代碳酸乙烯酯、三乙二醇二甲醚、环丁砜、磷酸三甲酯、磷酸三乙酯、磷酸三(2,2,2-三氟乙基)酯、磷酸三异丙酯和磷酸三(六氟异丙基)酯中的一种或多种；

和/或，所述多孔支撑材料为纤维素无纺膜、海藻纤维无纺膜、芳纶无纺膜、聚芳砜酰胺无纺膜、聚四氟乙烯无纺膜、聚丙烯无纺膜、玻璃纤维、聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜和聚酰亚胺无纺膜中的一种或多种；

和/或，所述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、过氧化苯甲酰叔丁酯和过氧化甲乙酮中的一种或多种。

5.根据权利要求1所述的聚合物电解质，其特征在于，所述聚合物基质为由丙烯酰基、氨基甲酸酯和磷酸酯三个砌块共同组成的聚合单体与其他单体共聚形成的聚合物，所述其他单体为聚乙二醇单甲醚甲基丙烯酸酯、聚乙二醇二丙烯酸酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯腈、聚四氢呋喃二甲基丙烯酸酯、马来酸酐、醋酸乙烯酯、丙烯酰胺、氰基丙烯酸酯、丙烯酸锂、丙烯酸钠、中的一种或多种，其中，B选自O或NH；V选自H，甲基；X^-选自PF₆ˉ，BF₄ˉ，TFSIˉ或FSIˉ中的一种；n的取值为1-4的正整数。

6.根据权利要求1所述的聚合物电解质，其特征在于，所述聚合物基质中，按质量百分比计，其他单体占所述聚合物基质组分的0-95％，由丙烯酰基、氨基甲酸酯和磷酸酯三个砌块共同组成的聚合单体占所述聚合物基质组分的5-100％。

7.一种如权利要求1-6任一所述聚合物电解质的制备方法，其特征在于，包括步骤：

将聚合物基质、锂或钠盐、塑化剂和引发剂混合，通过原位聚合反应，生成所述聚合物电解质；

或者，将聚合物基质、锂或钠盐和塑化剂分散在溶剂中，然后刮涂至多孔支撑材料上，烘干制得所述聚合物电解质；

或者，将聚合物基质和塑化剂分散在溶剂中，然后刮涂至多孔支撑材料上，经过干冲片后吸收由塑化剂和锂或钠盐组成的电解液，制得所述聚合物电解质。