[发明专利]一种用于锂电池的聚合物材料

说明书

本申请提供一种用于锂电池的聚合物材料。所述聚合物材料的结构至少包括如式1所示的‑[M₁‑M₂]‑聚合单元。本申请提供的含有磷基团的聚合物材料，其能够灵活的应用于电池中，起到提高电池安全性、改善电池离子传输、提高电池循环稳定性、延长电池使用寿命的作用。

技术领域

本申请涉及电池技术领域，特别涉及一种用于锂电池的聚合物材料。

背景技术

锂离子电池(LIBs)具有能量密度高、循环寿命长、低的自放电率和无记忆效应等优点，在新能源电动汽车领域具有广泛的应用前景。随着科学技术的不断发展，对锂锂离子电池性能的要求也越来越高，随着电池能量密度的不断提高，安全性问题也日益突出。传统LIBs中主要使用的是液体电解质，而液体电解质中含有大量易燃的有机碳酸盐溶剂，这容易导致电解液泄漏、热失控或爆炸等安全问题的发生。聚合物固体电解质具有质轻、柔性、易于加工等优势，能够解决液态电解质带来的安全问题，但聚合物固体电解质也存在室温离子电导率低、界面阻抗大等一系列问题。

凝胶聚合物电解质(GPEs)是聚合物基体与增塑剂溶胀形成的，不但具有液体电解质高的离子电导率，同时GPEs中的聚合物基体以化学键或物理作用力形成交联结构，起骨架支撑作用，将流动态的溶剂分子固定在聚合物凝胶骨架中，电解质整体呈不流动的半固态，容易加工且不易泄露，提高电池的安全性。因此，能够平衡界面接触和离子电导率的凝胶聚合物电解质(GPEs)近年来受到了广泛关注和大量研究。

凝胶聚合物所使用的增塑剂基本上是常用的液体电解质，或是有机的碳酸酯类溶剂。如CN108682863A公开的一种锂电池聚合物凝胶电解质，所用的增塑剂为环氧油酸酯和碳酸二甲酯，虽然可以实现优异的离子电导率，但是大量的易燃的碳酸酯类增塑剂存在于聚合物基体中，使得以此构建的锂电池仍然具有燃烧爆炸的潜在危险，因而很难彻底解决高能量密度电池安全性问题。

发明内容

有鉴于此，本申请实施例提供了一种用于锂电池的聚合物材料，以解决现有技术中存在的技术缺陷。

本申请提供一种用于锂电池的聚合物材料，所述聚合物材料的结构至少包括如式1所示的-[M₁-M₂]-聚合单元：

其中，M₁选自C、N、P、S、Si，M₂选自C、O、N、P、S、Si。

R₁-R₄独立地选自无、含有取代基或不含取代基的链或环中的任意一种，在R₁选自含有取代基或不含有取代基的链的情况下，该链为纯碳链，或仅含有一种杂原子的碳链；“仅含有一种杂原子”表示在该链中可以包含一个或多个杂原子，但其所包含的所有杂原子种类相同，比如可以包含1个或多个氧原子但不含其它任何杂原子。

R₅-R₆独立地选自无、含有取代基或不含取代基的链或环、基于链或环形成的聚合单元中的任意一种；在R₅和/或R₆表示聚合单元的情况下，其包括-[M₁-M₂]-聚合单元或与-[M₁-M₂]-不同的其他聚合单元；若将聚合物材料结构展开，则单个-[M₁-M₂]-聚合单元与单个其他聚合单元之间以嵌段方式排列、以交替方式排列、以周期方式排列、以梯度方式排列或无规则排列。

R₅和/或R₆选自含有取代基或不含取代基的链或环的情况下，其表示聚合物材料的端基，端基基于原料或引发剂反应后的残留形成。

表示环状结构；A₁表示所述环状结构的任意位置处能够被取代基取代；