[发明专利]一种锂电池用固态聚电解质及其制备方法

权利要求书

1.一种聚醚-聚酰胺类嵌段共聚物固态电解质的制备方法，其特征在于，主要包括以下步骤：

1)聚电解质铸膜液的制备

称取聚醚-聚酰胺类嵌段共聚物或购买来的商用Pebax加入有机溶剂中，30～80℃加热条件下搅拌至完全溶解，得到浓度为0.12g/ml-0.25g/ml的溶液，向其中加占聚合物基体5％-60％的锂盐，继续搅拌至充分混合，然后将该混合液脱泡后，得到聚电解质铸膜液；

2)聚电解质的制备

将步骤1)得到的聚电解质铸膜液用刮刀均匀地刮涂在聚四氟乙烯板上，室温静置后，在30～80℃的条件下真空干燥6～24h，得到本发明的聚醚-聚酰胺共聚物基固态电解质。

2.按照权利要求1所述的一种聚醚-聚酰胺类嵌段共聚物固态电解质的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述的聚醚-聚酰胺嵌段共聚物为商业购得或通过以下方法制备得到：将端羧基聚酰胺加入聚合釜中，再加入质量分数为30％～85％的端羟基聚醚和0.1％～1％(聚醚聚酰胺总质量)的金属有机钛化合物为催化剂，反复抽真空，充惰性气体，然后在惰性气体保护下加热至完全熔融后，在搅拌条件下反应2～6h后，抽真空除去未反应的单体和共聚产生的少量水分，保持真空度小于800Pa，继续反应1～2h，待产物的相对粘度为1.2～1.85时出料，即得到聚醚-聚酰胺嵌段共聚物；

上述所述的聚酰胺为线性结构的脂肪族聚酰胺，其主链含酰胺基团(-NHCO-)，端基或侧基含有羧基(-COOH)，聚酰胺嵌段的分子量优选2000～10000g/mol，主要包括聚丁内酰胺、聚己内酰胺、聚十二内酰胺、聚己二酰丁二胺、聚己二酰己二胺、聚十二烷二酰十二烷二胺、聚环己烷二酰环己烷二胺、聚偏氟乙酰胺、聚偏氟己内酰胺、聚全氟环己烷二酰己烷二胺等中的一种或多种的混合。

聚醚多元醇(简称聚醚)，主链含有醚键(-R-O-R-)，端基或侧基含有羟基(-OH)，聚醚嵌段的分子量优选600～5000g/mol，主要包括聚环氧乙烷、聚环氧丙烷、环氧丁烷、聚环氧氯丙烷、聚苯醚、丙二醇聚醚、三羟甲基丙烷聚醚、聚四氢呋喃二醇、聚氧化丙烯二醇等中的一种或几种的混合。

商业购得时采用商用Pebax产品，包括Pebax1657、Pebax2533、Pebax3533、Pebax4033、Pebax4533、Pebax5533、Pebax6333、Pebax7033、Pebax7233、Pebax7433等中的一种或者多种的混合进行替代。

3.按照权利要求1所述的一种聚醚-聚酰胺类嵌段共聚物固态电解质的制备方法，其特征在于，聚醚-聚酰胺嵌段共聚物和步骤(1)制备聚电解质铸膜液时采用的有机溶剂为介电常数大于5的极性溶剂，可以选择正丁醇、乙腈、丙酮、N-甲基吡咯烷酮、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、甲酸乙酯、乙酸乙酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、亚硫酸二乙酯、二甲基亚砜、环丁砜等中的一种或多种的混合。

4.按照权利要求1所述的一种聚醚-聚酰胺类嵌段共聚物固态电解质的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述的锂盐包括但不限于二氟硼酸锂、双草酸硼酸锂、二氟草酸硼酸锂、四氟硼酸锂、六氟磷酸锂、二氟二草酸磷酸锂、四氟草酸磷酸锂、六氟砷酸锂、高氯酸锂、双二氟磺酰亚胺锂和双三氟甲烷磺酰亚胺锂等中的一种或多种的混合。

5.按照权利要求1-4任一项所述的方法制备得到聚醚-聚酰胺类嵌段共聚物固态电解质。

6.按照权利要求1-4任一项所述的方法制备得到聚醚-聚酰胺类嵌段共聚物固态电解质的应用，用于锂离子电池。