[发明专利]一种固态电解质、包含固态电解质的电极和固态锂电池

权利要求书

1.一种固态电解质，其特征在于：所述固态电解质包括聚合物，所述聚合物含有柔性主链和刚性链段，所述柔性主链含有醚基单元和丙烯酸酯类单元，所述柔性主链包含结构式如式(1)所示的链段：

其中，R₁独立地选自H、卤素、硝基、酯基、氰基、硝基、羧基、三氟甲基、烃硫基、羰基、取代或未取代的C₁～C₁₅的烷基、取代或未取代的C₁～C₁₅的烷氧基、取代或未取代的氨基、取代或未取代的(杂)芳基、取代或未取代的C₁～C₁₂亚烷基；n为10-1000的正整数；

R₂、R₃至少一个为刚性链段，所述刚性链段含有带脲基基团的烯烃化合物单元，所述刚性链段包含结构式如式(2)所示的链段：

其中，R₁’、R₄’和R₅’分别独立地选自H、羰基、羟基、氰基、不饱和碳碳双键、丙腈取代官能团、卤素、氨基、硝基、酰基、羧基、酯基、三氟甲基、烃硫基、取代或未取代的C₁～C₂₀烷基、取代或未取代的C₁～C₂₀烷氧基、取代或未取代的C4～60(杂)芳基、取代或未取代含有杂环原子的C₂～C₁₅环烷基；R₂’、R₃’分别独立地选自H、酯基、羧基、羰基、取代或未取代的C₁～C₁₀的烷基、取代或未取代的C₁～C₁₅的烷氧基、取代或未取代的氨基、取代或未取代(杂)芳基；

所述刚性链段通过R₁’与所述柔性主链上的R₂和/或R₃所示位点相连接。

2.根据权利要求1所述固态电解质，其特征在于：所述刚性链段来自于单体1聚合反应形成，所述单体1是由2-氨基-4-羟基-6-甲基嘧啶加和甲基丙烯酸异氰酸乙酯，在100-150摄氏度下反应10-20分钟制备得到；

优选地，所述刚性链段来自于单体1、单体4聚合反应形成，所述单体4为季戊四醇四巯基乙酸酯和/或双巯基聚乙二醇。

3.根据权利要求2所述固态电解质，其特征在于：所述柔性主链来自于单体2聚合反应形成，所述单体2为聚乙二醇二丙烯酸酯；

优选地，所述柔性主链来自于单体2和单体3聚合反应形成，所述单体3为丙烯腈、季戊四醇四丙烯酸酯、聚乙二醇丙烯酸酯、聚乙二醇单甲醚丙烯酸酯、乙二醇甲醚丙烯酸酯或烯丙基磷酸二乙酯中至少一种。

4.根据权利要求1-3任一项所述固态电解质，其特征在于：所述聚合物中所述柔性主链的质量占比为80-99.8％，所述刚性链段的质量占比为0.2-20％；优选地，所述柔性主链的质量占比为80-90％，所述刚性链段的质量占比为10-20％；

任选的，R₂、R₃为非刚性链段时，R₂、R₃独立地选自H、卤素、硝基、酯基、氰基、硝基、羧基、三氟甲基、烃硫基、羰基、取代或未取代的C1～C15的烷基、取代或未取代的C1～C15的烷氧基、取代或未取代的氨基、取代或未取代的(杂)芳基、取代或未取代的C1～C12亚烷基；

任选的，所述聚合物的数均分子量为2000-1000000，优选地，所述聚合物的数均分子量为10000-600000。

5.根据权利要求1-3任一项所述固态电解质，其特征在于：所述固态电解质还包括锂盐、助剂和引发剂，按照质量百分比计分别为：聚合物30％～93％、锂盐5％～45％、助剂0％～25％，引发剂0～2％；

优选地，按照质量百分比计分别为：聚合物28.9％～93％、锂盐5％～45％、助剂1％～25％，引发剂0.1～2％。