一种聚合物单离子导体及其制备方法及一种复合正极和全固态锂硫电池技术

本发明专利技术提供了一种聚合物单离子导体，由氢氧化锂和具有式(I)结构的含羧基的聚合物反应生成。该种聚合物主链结构为‑CH2‑CH‑，主链上带有羧基锂侧基，在聚合物链段运动作用下，羧基锂随主链运动，两个羧基锂基团间发生锂离子的解离‑结合，从而传导锂离子。在加入含BF3的锂离子解离剂后，‑COO

A polymer monoionic conductor and its preparation method as well as a composite cathode and all-solid-state lithium-sulfur battery

【技术实现步骤摘要】
一种聚合物单离子导体及其制备方法及一种复合正极和全固态锂硫电池
本专利技术属于固态锂硫电池
，具体涉及一种聚合物单离子导体及其制备方法及一种复合正极和全固态锂硫电池。
技术介绍
锂硫电池的理论比容量为1675mAh/g，理论比能量为2600Wh/Kg，远高于传统锂离子电池。同时，硫的储量丰富，价格低廉，且污染和毒性都较低，因此锂硫电池体系具有良好的发展潜力。然而，其电化学反应中产生的多硫化锂中间产物能够溶解于有机电解液并引发穿梭效应，使活性物质损失，负极金属锂腐蚀，循环容量快速下降和库伦效率降低等问题。目前已有的相关研究大多将注意力集中在正极化学/物理吸附结构设计，正极纳米碳材料设计，隔膜阻挡，锂负极保护和电解液添加剂等方面，使锂硫电池的循环寿命和容量都得到了极大地提升。然而，由于这些锂硫电池的电解质是有机电解液，因此穿梭效应虽然能够以各种方法抑制，但无法完全消除；更重要地，有机电解液在循环过程中会发生分解，产生胀气现象，同时其易燃性也为锂硫电池的安全应用带来了隐患。为解决上述矛盾，基于固态电解质的锂硫电池研究近年方兴未艾。固态电解质主要分为无机固态电解质和聚合物固态电解质两大本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种聚合物单离子导体，其特征在于，由氢氧化锂和具有式(I)结构的含羧基的聚合物反应生成，

【技术特征摘要】
1.一种聚合物单离子导体，其特征在于，由氢氧化锂和具有式(I)结构的含羧基的聚合物反应生成，其中，0≤x≤50000，0≤y≤80000，0≤z≤60000，y和z不同时为0，R选自氢或甲基。2.根据权利要求1所述的聚合物单离子导体，其特征在于，所述含羧基的聚合物为聚丙烯酸、聚马来酸、马来酸-丙烯酸共聚物、聚(2-甲基丙烯酸)和乙烯-丙烯酸共聚物中的一种或多种。3.一种如权利要求1或2所述的聚合物单离子导体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：A)将具有式(I)结构的含羧基的聚合物溶解于去离子水中，得到含羧基的聚合物的水溶液；B)向上述含羧基的聚合物的水溶液中加入氢氧化锂，混合搅拌，进行反应，得到聚合物单离子导体；所述聚合物单离子导体具有式(II)所示结构：式(II)中，0≤x≤50000，0≤y≤80000，0≤z≤60000，y和z不同时为0，R选自氢或甲基。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述含羧基的聚合物的水溶液的浓度为0.01wt％～50wt％。5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述具有式(I)结构的含羧基的聚合物中羧基与氢氧化锂的氢氧根的化学计量比为1:1。6.一种全固态锂硫电池复合正极，其特征在于，包括集流体以及负载于所述集流体表面的复合正极物质，所述复合正极物质由包括以下重量份的原料制备而成：硫碳复合材料10～90份，导电碳材料5～50份，如权利要求1～5任意一项所述的聚合物单离子导体1～80份，粘结剂0～20份，锂离子解离剂0～20份。7.根据权利要求6所述的全固态锂硫电池复合正极，其特征在于，所述硫碳复合材料中的碳材料为碳纳米管、羧化碳纳米管，氨化碳纳米管，羟化碳纳米管，还原氧化石墨烯，石墨烯，活性碳，碳纤维和多孔碳一种或多种；所述硫碳复合材料中硫为单质硫，硫化锂或聚硫锂；所述硫碳复合材料中硫含量为10％～90％；所述导电碳材料选自石墨烯碳纳米管、官能团修饰的碳纳米管，还原氧化石墨烯，石墨烯，活性...

【专利技术属性】
技术研发人员：洪晓恒，朱冠楠，汤艳萍，冯奇，
申请(专利权)人：上海汽车集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31