寡聚物高分子与锂电池制造技术

本发明专利技术提供一种寡聚物高分子与锂电池。所述寡聚物高分子由马来酰亚胺、巴比妥酸与促进剂于溶剂中进行反应而得。所述促进剂具有由式1表示的结构：X‑(R)3式1，其中X为N或P；R为经取代或未经取代的烷基或经取代或未经取代的芳基。所述锂电池包括阳极、阴极、隔离膜、电解液以及封装结构，其中阴极包括所述寡聚物高分子。

【技术实现步骤摘要】
寡聚物高分子与锂电池
本专利技术涉及一种寡聚物高分子与电池，尤其涉及一种用于锂电池的寡聚物高分子与锂电池。
技术介绍
由于一次电池不符环保需求，因此近年来可重复充电放电兼具重量轻、高电压值与高能量密度等特点的二次锂电池的市场需求量与日遽增。因此，现今对二次锂电池的诸如轻质耐用、高电压、高能量密度与高安全性等性能的要求也越来越高。二次锂电池尤其在轻型电动车、电动车、大型储电产业上的应用及拓展潜力是相当高的。然而，在一般市面已商业化的二次锂电池中，由于使用锂过渡金属氧化物作为阴极，在高温应用时，阴极容易与电解质反应而受到破坏，使得锂金属氧化物中的氧气释出并参与燃烧反应。此为导致二次锂电池爆炸、膨胀与性能衰退的主要原因之一。因此，如何能够让阴极材料在高温应用下持续维持结构稳定性且具有高性能是目前此领域技术人员所欲达成的目标之一。
技术实现思路
本专利技术提供一种寡聚物高分子，其可应用于锂电池的阴极材料，使得锂电池具有良好的性能。本专利技术提供一种锂电池，其具有上述的寡聚物高分子。本专利技术的寡聚物高分子由马来酰亚胺(bismaleimide，BMI)、巴比妥酸(barbituricacid，BTA)与促进剂(promoter)于溶剂中进行反应而得。所述促进剂具有由式1表示的结构：X-(R)3式1，其中X为N或P；R为经取代或未经取代的C1-C10烷基或经取代或未经取代的C6-C10芳基。在本专利技术的寡聚物高分子的一实施例中，X例如为P，且R例如为苯基。在本专利技术的寡聚物高分子的一实施例中，X例如为N，且R例如为乙基。在本专利技术的寡聚物高分子的一实施例中，所述马来酰亚胺与所述巴比妥酸的摩尔比例如介于1:1至4:1之间。在本专利技术的寡聚物高分子的一实施例中，以所述马来酰亚胺、所述巴比妥酸与所述促进剂的总重计，所述促进剂的使用量例如介于5wt.％至20wt.％之间。在本专利技术的寡聚物高分子的一实施例中，以所述马来酰亚胺、所述巴比妥酸与所述溶剂的总重计，所述马来酰亚胺与所述巴比妥酸的总使用量例如介于5wt.％至20wt.％之间。在本专利技术的寡聚物高分子的一实施例中，所述马来酰亚胺例如为单马来酰亚胺或双马来酰亚胺，所述单马来酰亚胺例如为N-苯基马来酰亚胺、N-(邻甲基苯基)-马来酰亚胺、N-(间甲基苯基)-马来酰亚胺、N-(对甲基苯基)-马来酰亚胺、N-环己烷基马来酰亚胺、马来酰亚胺基酚、马来酰亚胺基苯并环丁烯、含磷马来酰亚胺、磷酸基马来酰亚胺、氧硅烷基马来酰亚胺、N-(四氢吡喃基-氧基苯基)马来酰亚胺或2,6-二甲苯基马来酰亚胺，所述双马来酰亚胺例如具有式2所表示的结构：其中R1为-(CH2)2-、-(CH2)6-、-(CH2)8-、-(CH2)12-、在本专利技术的寡聚物高分子的一实施例中，所述巴比妥酸具有式3所表示的结构：其中R2、R3、R4与R5各自独立地为-H、-CH3、-C2H5、-C6H5、-CH(CH3)2、-CH2CH(CH3)2、-CH2CH2CH(CH3)2或-CH(CH3)-(CH2)2-CH3。本专利技术的锂电池包括阳极、阴极、隔离膜、电解液以及封装结构。阴极与阳极分离配置，且阴极包括上述的寡聚物高分子。隔离膜设置于阳极与阴极之间，且隔离膜、阳极与阴极定义出容置区域。电解液设置于容置区域中。封装结构包覆阳极、阴极及电解液。在本专利技术的锂电池的一实施例中，所述电解液包括有机溶剂、锂盐以及添加剂，其中所述添加剂例如为单马来酰亚胺、聚马来酰亚胺、双马来酰亚胺、聚双马来酰亚胺、双马来酰亚胺与单马来酰亚胺之共聚物、碳酸亚乙烯酯或其混合物。基于上述，通过使用马来酰亚胺、巴比妥酸与促进剂于溶剂中进行反应来制备本专利技术的寡聚物高分子，其可有效地缩短马来酰亚胺与巴比妥酸的加成反应的时间，且因此提高加成反应的转化率，进而提升锂电池性能。为让本专利技术的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。附图说明图1为依照本专利技术实施例的锂电池的剖面示意图；图2A为实验例1的反应放热量分析的结果；图2B为比较例1的反应放热量分析的结果；图3为具有实验例1与比较例1的寡聚物高分子的锂电池的充电放电分析结果；图4为实验例2的反应放热量分析的结果。附图标记说明：100：锂电池102：阳极102a：阳极金属箔102b：阳极材料104：阴极104a：阴极金属箔104b：阴极材料106：隔离膜108：电解液110：容置区域112：封装结构具体实施方式为了制备出可应用于锂电池的阴极材料以使锂电池具有良好性能的寡聚物高分子，本专利技术采用马来酰亚胺、巴比妥酸与促进剂于溶剂中进行反应来制备寡聚物高分子。以下，特举实施例作为本专利技术确实能够据以实施的说明。在本专利技术的实施例中，使马来酰亚胺、巴比妥酸与促进剂于溶剂中进行反应来制备寡聚物高分子，其中促进剂用以促进马来酰亚胺与巴比妥酸进行加成聚合而形成寡聚物高分子，且因此可有效地减少反应时间。<马来酰亚胺>在本专利技术中，马来酰亚胺可以是单马来酰亚胺或双马来酰亚胺。单马来酰亚胺的实例包括N-苯基马来酰亚胺、N-(邻甲基苯基)-马来酰亚胺、N-(间甲基苯基)-马来酰亚胺、N-(对甲基苯基)-马来酰亚胺、N-环己烷基马来酰亚胺、马来酰亚胺基酚、马来酰亚胺基苯并环丁烯、含磷马来酰亚胺、磷酸基马来酰亚胺、氧硅烷基马来酰亚胺、N-(四氢吡喃基-氧基苯基)马来酰亚胺或2,6-二甲苯基马来酰亚胺。双马来酰亚胺的实例包括具有式2所表示的结构：其中R1为-(CH2)2-、-(CH2)6-、-(CH2)8-、-(CH2)12-、<巴比妥酸>在本专利技术中，巴比妥酸具有式3所表示的结构：其中R2、R3、R4与R5各自独立地为-H、-CH3、-C2H5、-C6H5、-CH(CH3)2、-CH2CH(CH3)2、-CH2CH2CH(CH3)2或-CH(CH3)-(CH2)2-CH3。<促进剂>在本专利技术中，促进剂具有由式1表示的结构：X-(R)3式1，其中X为N或P；R为经取代或未经取代的C1-C10烷基或经取代或未经取代的C6-C10芳基。在一实施例中，促进剂可以是P-(Ph)3，其中Ph表示苯基。在另一实施例中，促进剂可以是N-(CH2CH3)3。促进剂可促进马来酰亚胺与巴比妥酸在溶剂中进行加成聚合，以减少反应时间。<溶剂>在本专利技术中，溶剂可为有机溶剂，其实例包括N-甲基吡咯烷酮(N-methylpyrollidone，NMP)、γ-丁基内酯(γ-butylrolactone，GBL)或丙烯基碳酸酯(propylenecarbonate，PC)。上述的溶剂可单独使用或混合使用。在本专利技术的实施例中，通过使马来酰亚胺、巴比妥酸与促进剂于溶剂中进行反应来得到寡聚物高分子。进一步说，可利用麦可加成反应(Michaeladditionreaction)使马来酰亚胺与巴比妥酸溶于溶剂中来进行加成聚合，且通过促进剂来提高麦可加成反应的转化率。所使用的马来酰亚胺与巴比妥酸的摩尔比例如介于1:1至4:1之间。若马来酰亚胺与巴比妥酸的摩尔比低于1:1，则反应性不佳。若马来酰亚胺与巴比妥酸的摩尔比高于4:1，则容易造成电化学副反应发生。上述加成聚合反应的温本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种寡聚物高分子，由马来酰亚胺、巴比妥酸与促进剂于溶剂中进行反应而得，其特征在于，所述促进剂具有由式1表示的结构：X‑(R)3   式1，其中X为N或P；R为经取代或未经取代的C1‑C10烷基或经取代或未经取代的C6‑C10芳基。

【技术特征摘要】
2016.11.18 TW 1051378841.一种寡聚物高分子，由马来酰亚胺、巴比妥酸与促进剂于溶剂中进行反应而得，其特征在于，所述促进剂具有由式1表示的结构：X-(R)3式1，其中X为N或P；R为经取代或未经取代的C1-C10烷基或经取代或未经取代的C6-C10芳基。2.根据权利要求1所述的寡聚物高分子，其特征在于，X为P，且R为苯基。3.根据权利要求1所述的寡聚物高分子，其特征在于，X为N，且R为乙基。4.根据权利要求1所述的寡聚物高分子，其特征在于，所述马来酰亚胺与所述巴比妥酸的摩尔比介于1:1至4:1之间。5.根据权利要求1所述的寡聚物高分子，其特征在于，以所述马来酰亚胺、所述巴比妥酸与所述促进剂的总重计，所述促进剂的使用量介于5wt.％至20wt.％之间。6.根据权利要求1所述的寡聚物高分子，其特征在于，以所述马来酰亚胺、所述巴比妥酸与所述溶剂的总重计，所述马来酰亚胺与所述巴比妥酸的总使用量介于5wt.％至20wt.％之间。7.根据权利要求1所述的寡聚物高分子，其特征在于，所述马来酰亚胺包括单马来酰亚胺或双马来酰亚胺，所述单马来酰亚胺为N-苯基马来酰亚胺、N-(邻甲基苯基)-马来酰亚胺、N-(间甲基苯基)-马来酰亚胺、N-(对甲基苯基)...

【专利技术属性】
技术研发人员：王復民，陈崇贤，许荣木，
申请(专利权)人：王復民，
类型：发明
国别省市：中国台湾,71