聚合物、包括聚合物的电解质以及包括聚合物的锂电池制造技术

提供了由式1表示的聚合物、包括该聚合物的电解质以及包括该聚合物的锂电池。

Polymers, electrolytes including polymers, and lithium batteries including polymers

A polymer represented by formula 1, an electrolyte comprising the polymer and a lithium battery comprising the polymer are provided.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】聚合物、包括聚合物的电解质以及包括聚合物的锂电池
本公开涉及聚合物、包括该聚合物的电解质以及包括该聚合物的锂电池。
技术介绍
锂电池用作便携式电子装置(比如便携式摄像机、移动电话和膝上型计算机)的驱动源。锂二次电池可以以高速率再充电，并且具有比铅蓄电池、镍镉(Ni-Cd)电池、镍氢电池和镍锌电池高约三倍的每重量的高能量密度。在锂电池中，通常使用有机电解质溶液，并且这种有机电解质溶液通过将锂盐溶解在有机溶剂中来制备。有机电解质溶液在高温下有爆炸的危险并且易于泄漏，因此需要凝胶或固体形式的电解质。代表性的凝胶或固体电解质为聚合物电解质，并且聚合物电解质的示例包括聚氧化乙烯(PEO)。然而，这种包括PEO的聚合物电解质具有差的离子电导率、热性能和机械性能。因此，需要具有改善的离子电导率、热性能和机械性能的聚合物，以及包括该聚合物的聚合物电解质。
技术实现思路
技术问题提供一种新型聚合物。提供一种包括该新型聚合物的电解质。提供一种包括该新型聚合物的锂电池。解决问题的方法根据本公开的方面，提供由式1表示的聚合物：<式1>在式1中，CY可以为具有2至30个碳原子且选择性地具有一个或多个杂原子的6元环基团至30元环基团，所述6元环基团至30元环基团可以包括未取代的或取代的C3-C30环烷基环、未取代的或取代的C3-C30杂环烷基环、未取代的或取代的C6-C30芳基环或者未取代的或取代的C2-C30杂芳基环，X1、X2和X4可以各自独立地为共价键；未取代的或取代的C1-C4亚烷基；或含杂原子的连接基团，X3可以为具有杂原子的重复单元，X5-可以为阴离子官能团，M+可以为阳离子，G1和G2可以各自独立地为-O-、-S-或-O-C6H5-，A1和A2可以各自独立地为可交联官能团，a可以为2至5的整数，n1可以为1至100的整数，并且n2可以为1至300的整数。根据本公开的另一方面，提供一种电解质，包括：聚合物；和锂盐。根据本公开的另一方面，提供一种锂电池，包括：阴极；阳极；和位于阴极和阳极之间的电解质，其中选自阴极、阳极和电解质中的至少一个包括该聚合物和其交联产物中的至少一种。本公开的有益效果根据一方面，使用具有新型结构的聚合物可以改善电解质的离子电导率以及热性能和机械性能。附图说明图1为根据实施方式的锂电池的示意图。<标明附图的主要元件的附图标记的说明>1.锂电池2.阳极3.阴极4.隔膜5.电池壳体6.盖组件具体实施方式在下文中，将更详细地描述根据实施方式的聚合物、包括该聚合物的电解质以及包括该聚合物的锂电池。由于本文公开的专利技术构思允许各种改变和许多实施方式，因此特定实施方式将在书面描述中详细描述，并且如果必要，将在附图中示出。将参考结合附图详细描述的实施方式阐明本文公开的专利技术构思的效果和特征以及实现该效果和特征的方法。然而，本文公开的专利技术构思不应被解释为限于本文阐述的实施方式，并且可以以许多不同的形式体现。应理解，尽管本文可以使用术语“第一”、“第二”等来描述各种部件，但是这些部件不应受这些术语的限制。这些部件用于区分一个部件与另一个部件。如本文使用的，单数形式的“一(a)”，“一(an)”和“所述”也旨在包括复数形式，除非上下文另有明确指示。将进一步理解，本文使用的术语“包括(comprises)”和/或“包括(comprising)”指定所述特征或部件的存在，但不排除一个或多个其他特征或部件的存在或添加。当某个实施方式可以不同地实现时，可以与所描述的顺序不同地执行具体的过程顺序。例如，两个连续描述的过程可以基本上同时进行或者以与所描述的顺序相反的顺序进行。在下文中，如果必要，将参考附图更充分地描述实施方式。在以下参考附图的描述中，相同的附图标记用于相同或相应的元件，并且将省略重复的描述。为了便于说明，可放大附图中的部件的尺寸。换句话说，由于为了便于说明而任意地示出附图中的部件的尺寸和厚度，因此本文公开的专利技术构思不限于此。根据实施方式，聚合物由式1表示：<式1>在式1中，CY可以为具有2至30个碳原子且选择性地具有一个或多个杂原子的6元环基团至30元环基团，该6元环基团至30元环基团可以包括未取代的或取代的C3-C30环烷基环、未取代的或取代的C3-C30杂环烷基环、未取代的或取代的C6-C30芳基环或者未取代的或取代的C2-C30杂芳基环，X1、X2和X4可以各自独立地为共价键；未取代的或取代的C1-C4亚烷基；或含杂原子的连接基团，X3可以为具有杂原子的重复单元，X5-可以为阴离子官能团，M+可以为阳离子，G1和G2可以各自独立地为-O-、-S-或-O-C6H5-，其中-C6H5-为亚苯基，A1和A2可以各自独立地为可交联官能团，a可以为2至5的整数，n1可以为1至100的整数，并且n2可以为1至300的整数。聚合物可以包括两个或更多个环状基团(CY)以便改善其机械性能，并且由于重复单元(X3)包括杂原子，聚合物的柔韧性也可以得到改善。因此，同时包括环状基团(CY)和包括杂原子的重复单元(X3)的聚合物可以能够调节聚合物的长度，从而提供改善的离子电导率以及热性能和机械性能。这里，可以容易地控制性能。因此，包括聚合物的电解质和锂电池也可以具有改善的性能。在聚合物中，C3-C30环烷基环、C3-C30杂环烷基环、C6-C30芳基环、C2-C30杂芳基环和C1-C4亚烷基的取代基可以各自独立地为极性官能团，该极性官能团包括氢、卤素、未取代的或被卤素取代的C1-C20烷基、未取代的或被卤素取代的C2-C20烯基、未取代的或被卤素取代的C2-C20炔基、未取代的或被卤素取代的C3-C20环烯基、未取代的或被卤素取代的C3-C20杂环基、未取代的或被卤素取代的C6-C40芳基、未取代的或被卤素取代的C2-C40杂芳基或者一个或多个杂原子。例如，包括一个或多个杂原子的极性官能团可以包括选自以下中的至少一种：-F，-Cl，-Br，-I，-C(＝O)OR16，-OR16，-OC(＝O)OR16，-R15OC(＝O)OR16，-C(＝O)R16，-R15C(＝O)R16，-OC(＝O)R16，-R15OC(＝O)R16，-C(＝O)-O-C(＝O)R16，-R15C(＝O)-O-C(＝O)R16，-SR16，-R15SR16，-SSR16，-R15SSR16，-S(＝O)R16，-R15S(＝O)R16，-R15C(＝S)R16，-R15C(＝S)SR16，-R15SO3R16，-SO3R16，-NNC(＝S)R16，-R15NNC(＝S)R16，-R15N＝C＝S，-NCO，-R15-NCO，-NO2，-R15NO2，-R15SO2R16，-SO2R16，和以及由它们组成的组，其中R11和R15可以各自独立地为未取代的或被卤素取代的C1-C20亚烷基；未取代的或被卤素取代的C2-C20亚烯基；未取代的或被卤素取代的C2-C20亚炔基；未取代的或被卤素取代的C3-C12亚环烷基；未取代的或被卤素取代的C6-C40亚芳基；未取代的或被卤素取代的C2-C40亚杂芳基；未取代的或被卤素取代的C7-C15烷基亚芳基；或者未取代的或被卤素取代的C7-C15亚芳烷基，并且R12、R13、R14和R本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种由式1表示的聚合物：

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.07.13 KR 10-2016-00887071.一种由式1表示的聚合物：<式1>其中，在式1中，CY为具有2至30个碳原子且选择性地具有一个或多个杂原子的6元环基团至30元环基团，所述6元环基团至30元环基团包括未取代的或取代的C3-C30环烷基环、未取代的或取代的C3-C30杂环烷基环、未取代的或取代的C6-C30芳基环或者未取代的或取代的C2-C30杂芳基环，X1、X2和X4各自独立地为共价键；未取代的或取代的C1-C4亚烷基；或含杂原子的连接基团，X3为具有杂原子的重复单元，X5-为阴离子官能团，M+为阳离子，G1和G2各自独立地为-O-、-S-或-O-C6H5-，A1和A2各自独立地为可交联官能团，a为2至5的整数，n1为1至100的整数，并且n2为1至300的整数。2.如权利要求1所述的聚合物，其中所述C3-C30环烷基环、所述C3-C30杂环烷基环、所述C6-C30芳基环、所述C2-C30杂芳基环和所述C1-C4亚烷基的取代基各自独立地为极性官能团，所述极性官能团包括氢、卤素、未取代的或被卤素取代的C1-C20烷基、未取代的或被卤素取代的C2-C20烯基、未取代的或被卤素取代的C2-C20炔基、未取代的或被卤素取代的C3-C20环烯基、未取代的或被卤素取代的C3-C20杂环基、未取代的或被卤素取代的C6-C40芳基、未取代的或被卤素取代的C2-C40杂芳基或者一个或多个杂原子。3.如权利要求1所述的聚合物，其中所述聚合物由式2表示：<式2>其中，在式2中，CY1和CY2各自独立地包括未取代的或取代的C6-C30环烷基环、未取代的或取代的C3-C30杂环烷基环、未取代的或取代的C6-C30芳基环或者未取代的或取代的C2-C30杂芳基环，W1、Y1、Y3、Z1和Z3各自独立地为共价键；未取代的或取代的C1-C4亚烷基；或含杂原子的连接基团，Y2和Z2各自独立地为具有杂原子的重复单元，Y5-和Z4-各自独立地为阴离子官能团，M+为阳离子，G1和G2各自独立地为-O-、-S-或-O-C6H5-，A1和A2各自独立地为可交联官能团，n3为1至100的整数，并且n4和n5各自独立地为1至300的整数。4.如权利要求1所述的聚合物，其中所述聚合物由式3表示：<式3>其中，在式3中，Ar1和Ar2各自独立地包括未取代的或取代的C6-C30芳基环或者未取代的或取代的C2-C30杂芳基环，W1、Y1、Y3、Z1和Z3各自独立地为共价键；未取代的或取代的C1-C4亚烷基；或含杂原子的连接基团，Y2和Z2各自独立地为具有杂原子的重复单元，Y5-和Z4-各自独立地为阴离子官能团，M+为阳离子，G1和G2各自独立地为-O-、-S-或-O-C6H5-，A1和A2各自独立地为可交联官能团，n3为1至100的整数，并且n4和n5各自独立地为1至300的整数。5.如权利要求1所述的聚合物，其中所述聚合物由式4表示：<式4&g...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑明焕，金暻洙，刘容赞，韩万锡，金泰廷，赵利娘，
申请(专利权)人：三星SDI株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国,KR