聚合胶态电解质与高分子锂二次电池制造技术

本发明专利技术提供一种聚合胶态电解质，用于电池，其包含一聚合物，该聚合物可以下列通式(I)代表：本发明专利技术还提供一高分子锂二次电池。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术提供一种聚合胶态电解质，用于电池，其包含一聚合物，该聚合物可以下列通式(I)代表：本专利技术还提供一高分子锂二次电池。【专利说明】聚合胶态电解质与高分子锂二次电池
本专利技术是有关于一种电解质，且特别是有关于一种聚合胶态电解质，及高分子锂二次电池。
技术介绍
锂离子二次电池已成为商业化电池的主流，并朝向更轻薄短小、能量密度更高、寿命更长及更安全的方向努力。目前商业化的锂离子二次电池使用的非水系有机液态电解液潜藏着漏液和爆炸的危险。由于此种电池在负极上容易产生树枝状结晶物，有造成短路引起爆炸之虞。因此，目前商业化的锂离子二次电池已经过多次改良，并藉由种种安全机制确保其日常使用的安全性。由于非水系电解液有漏液、燃烧的相关安全性问题，故开发高安全性电解液实属必要。解决的方案之一为使用高分子胶态电解质，但是胶态电解质的粘度较高，无法以真空灌液的方法制造电池，需使用复杂的涂布制程，造成制程瓶颈。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种聚合胶态电解质(Polymerized gelelectrolyte, GPE),其粘度适中,可用于真空灌液的方法制造电池,不会造成制程瓶颈。本专利技术一实施例提供一种聚合胶态电解质，用于电池，包含一聚合物，能有效含浸一非水系电解液而形成该聚合胶态电解质，该聚合物可以下列通式(I)代表:【权利要求】1.一种聚合胶态电解质，包含一聚合物，所述聚合物能有效含浸一非水系电解液而形成聚合胶态电解质，所述聚合物以下列通式(I)代表: 2.如权利要求1所述聚合胶态电解质，其中所述非水系电解液为非水系金属盐电解液，而所述非水系金属盐电解液的离子导电度范围为3~13mS/cm。3.如权利要求2所述聚合胶态电解质，其中所述非水性金属盐电解液中的金属盐类为选自 LiPF6' LiBF4' LiAsF6, LiSbF6' LiClO4' LiAlCl4, LiGaCl4, LiNO3' LiC (SO2CF3) 3、LiN(SO2CF3) 2、LiSCN, LiO3SCF2CF3' LiC6F5SO3' LiO2CCF3' LiSO3F' LiB (C6H5)、LiCF3SO3 及其混合物中的任一。4.如权利要求2所述聚合胶态电解质，其中所述非水性金属盐电解液所含的溶剂是选自碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸丁烯酯、碳酸二丙基酯、酸酐、N-甲基吡咯烷酮、N-甲基甲酰胺、二甲基甲酰胺、Y-丁基内酯、乙腈、二甲亚砜、亚硫酸二甲酯、1，2 二甲氧基乙烷、1，2二丁氧基乙烷、四氢呋喃、2-甲基四氢呋喃、环氧丙烷、乙酸甲酯、丁酸甲酯、丁酸乙酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯及碳酸甲基乙基酯中的任一。5.如权利要求1所述聚合胶态电解质，其中所述聚合物是由一含马来酰亚胺官能基前驱物A与一含路易斯碱的前驱物B在所述非水性电解液中先行加成反应形成一预聚物之后，再导入一碱促进剂C至所述预聚物中开始进行原位聚合反应，使其相互交联形成聚合物。6.如权利要求5所述聚合胶态电解质，其中所述含马来酰亚胺官能基前驱物A为下列化学式(1)-(4)所示的化合物的任一: 化学式(I) 7.如权利要求5所述聚合胶态电解质，其中所述含路易斯碱的前驱物B为下列化学式(5))所示的化合物的任一: 化学式(5) 8.如权利要求5所述聚合胶态电解质，其中所述碱促进剂C为下列化学式(6)-(13)所示的化合物的任一: 化学式(6) 9.如权利要求5所述聚合胶态电解质，其中所述含马来酰亚胺官能基前驱物A:含路易斯碱的前驱物B:碱促进剂C的摩尔比例范围为1:0.1~1ο:0.0f 1，所述聚合胶态电解质的固含量范围0.lwt%~20wt%。10.一种高分子锂二次电池，至少包含一聚合胶态电解质、一正极与一负极，其中所述聚合胶态电解质，包含一聚合物，所述聚合物能有效含浸一非水系电解液而形成聚合胶态电解质，所述聚合物以下列通式(I)代表: 11.如权利要求10所述高分子锂二次电池，其中所述聚合物是由一含马来酰亚胺官能基前驱物A与一含路易斯碱的前驱物B在所述非水系电解液中先行加成反应形成一预聚物之后，再将所述预聚物灌注至电池的一外壳所定义出的一容纳空腔中后，再注入一碱促进剂C至所述预聚物中开始进行原位聚合反应，使其相互交联形成聚合物。12.如权利要求11所述高分子锂二次电池，其中所述含马来酰亚胺官能基前驱物A为下列化学式(1)-(4)所示的化合物的任一: 化学式(I) 13.如权利要求11所述高分子锂二次电池，其中所述含路易斯碱的前驱物B为下列化学式(5)所示的化合物的任一: 化学式(5) 14.如权利要求11所述高分子锂二次电池，其中所述碱促进剂C为下列化学式(6)-(13)所示的化合物的任一: 化学式(6) 15.如权利要求11所述高分子锂二次电池，其中所述含马来酰亚胺官能基前驱物A:含路易斯碱的前驱物B:碱促进剂C的摩尔比例范围为1:0.1~10:0.0f 1，所述聚合胶态电解质的固含量范围为0.lwt%~20wt%。16.如权利要求10所述高分子锂二次电池，其中所述正极材料为选自元素硫、有机硫化物、硫碳复合物以及铝、钒、钛、铬、铜、钥、铌、铁、镍、钴及锰的锂化氧化物、锂化硫化物、锂化硒化物、锂化碲化物、锂化磷化物、锂化硅化物、锂化铝化物、锂化硼化物和前述混合物中的任一。17.如权利要求16所述高分子锂二次电池，其中所述正极还包括以所述聚合胶态电解质修饰包覆在正极材料的表面上而构成一复合电极，而所述聚合胶态电解质具有一披覆厚度为I纳米~I微米。18.如权利要求16所述高分子锂二次电池，其中所述正极还包括以所述聚合物包覆所述正极材料而构成一复合电极，而所述聚合物具有一披覆厚度为I纳米微米。19.如权利要求10所述高分子锂二次电池，其中所述负极材料为选自金属锂、锂合金、稳相球状碳、气相成长碳纤维、纳米碳管、石墨烯、焦炭、石墨、碳黑、乙炔黑、碳纤维、玻璃质碳、锂钛氧化物、硅、硅基合金、锡、锡基合金和前述混合物中的任一。20.如权利要求19所述高分子锂二次电池，其中所述负极还包括以所述聚合胶态电解质修饰包覆在所述负极材料的表面上而构成一复合电极，而所述聚合胶态电解质具有一披覆厚度为I纳米微米。21.如权利要求19所述高分子锂二次电池，其中所述负极还包括以所述聚合物修饰包覆在所述负极材料的表面上而构成一复合电极，而所述聚合物具有一披覆厚度为I纳米微米。22.如权利要求10所述高分子锂二次电池，其中所述非水系电解液为非水性金属盐电解液，而所述非水系金属盐电解液的离子导电度范围为3~13mS/cm。23.如权利要求22所述高分子锂二次电池，其中所述非水性金属盐电解液中的金属盐类为选自 LiPF6, LiBF4' LiAsF6, LiSbF6' LiClO4' LiAlCl4, LiGaCl4, LiNO3' LiC (SO2CF3) 3、LiN(SO2CF3) 2、LiSCN, LiO3SCF2CF3' LiC6F5SO3' LiO2CCF3' LiSO3F' LiB (C6H5)、LiCF3SO3 及其混合物中的任一。24.如权利要求22所述高分子锂二次电池，其中所述非水性金属盐电解液所含的溶剂是选自碳酸乙烯本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种聚合胶态电解质，包含一聚合物，所述聚合物能有效含浸一非水系电解液而形成聚合胶态电解质，所述聚合物以下列通式(I)代表：其中n≥1、m≥1且n+m=2~500，X任意选自NH、N、S、P，R1为任意选自‑CH2NHCH2‑、‑C2H4NHC2H4‑、‑C(O)CH2‑、‑CH2OCH2‑、‑C(O)‑、‑O‑、‑O‑O‑、‑S‑、‑S‑S‑、‑S(O)‑、‑CH2S(O)CH2‑、‑(O)S(O)‑、‑CH2(C6H4)CH2‑、‑CH2(C6H4)O‑、‑(CH2CH(CH‑3)O)a‑且a=1~70、‑(CH2CH2O)b‑且b=1~100、‑O(C6H4)C(CF3)2(C6H4)O‑、苯撑基、联苯撑基、取代苯撑基或取代联苯撑基，‑(CH2CH2)d‑且d=1~4，或下列官能基中的任一：R3为‑(CH2CH2O)‑、苯撑基或烯烃基，且(a’+b’+d’)为5～6；R2为选自下列官能基的任一：

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡丽端，张志清，方家振，吴伟新，李俊龙，林月微，
申请(专利权)人：财团法人工业技术研究院，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71