【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于电池组的固体聚合物电解质专利
本专利技术通常涉及电池组领域，和更特别地涉及用于电化学电池的固体聚合物电解质(SPE)领域。背景典型地，用于电池组的固体聚合物电解质是基于能够溶剂化金属盐类和金属盐如锂盐或钠盐的聚合物。在电池组放电以产生电子时，固体聚合物电解质提供了用于离子在电极之间传输的介质，以及提供了物理和电绝缘以避免电极之间的电接触。高性能全固体聚合物电解质是更安全且主要寻求的，以代替目前用于许多电池组体系中的易燃和挥发性液体电解质。然而，具有固体聚合物电解质的电池组的室温电导率是相对低的，并且它们需要更高的运行温度以实现期望的电导率和能量密度，特别是用于其中需要高电导率和能量密度的汽车应用。离子液体(IL)是室温熔盐，主要包含可以经历几乎无限结构变化的有机离子。离子液体方面目前的关注点是由它们独特的性能启发的，该性能例如可忽略的蒸气压、热稳定性和不燃性，结合高离子电导率和宽电化学稳定窗。一些离子液体具有至多6V的电化学窗，其支持更能量密集的金属(Armand等，NatureMaterials，20098...
【技术保护点】
1.一种固体聚合物电解质，其包含：/na.可解离的金属盐；/nb.金属离子导电聚合物体系；和/nc.磷
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170616 US 62/521,0191.一种固体聚合物电解质，其包含：
a.可解离的金属盐；
b.金属离子导电聚合物体系；和
c.磷盐；
其中
所述可解离的金属盐可溶于所述金属离子导电聚合物体系和所述磷盐中；
所述磷盐具有通式[PR1R2R3R4]X，其中R1、R2、R3和R4各自独立地选自C1-C12烃，所述烃可以任选地被1-5个选自N、O和S的杂原子取代，和X是阴离子；
所述磷盐具有低于100℃的熔点；和
所述固体聚合物电解质在20℃的温度下是固体。
2.根据权利要求1的固体聚合物电解质，其中所述可解离的金属盐和所述金属离子导电聚合物体系的混合物具有10-5S/cm-10-6S/cm的电导率，所述混合物不存在所述磷盐。
3.根据权利要求1或2的固体聚合物电解质，其中所述可解离的金属盐是碱金属盐、铝盐或镁盐。
4.权利要求3的固体聚合物电解质，其中所述可解离的金属盐是锂盐或钠盐。
5.根据权利要求4的固体聚合物电解质，其中所述可解离的金属盐是锂盐，其包含双(三氟甲烷磺酰基)酰亚胺锂(LiTFSI)、双(氟磺酰基)酰亚胺锂(LiFSI)、双-(全氟乙基磺酰基)酰亚胺锂(LiBETI)、三氟甲烷磺酸锂(LiCF3SO3)、六氟磷酸锂(LiPF6)、六氟硼酸锂(LiBF4)、高氯酸锂(LiClO4)、双(草酸)硼酸锂(LiBOB)或其两种或更多种的混合物。
6.根据权利要求5的固体聚合物电解质，其中所述锂盐包含LiTFSI。
7.根据权利要求1-6中任一项的固体聚合物电解质，其中所述金属离子导电聚合物体系包含单一聚合物或共聚物，其是任选交联的。
8.根据权利要求1-6中任一项的固体聚合物电解质，其中所述金属离子导电聚合物体系包含两种或更多种的聚合物、共聚物或其组合。
9.根据权利要求7或8的固体聚合物电解质，其中所述聚合物和/或共聚物中的至少一种是交联的。
10.根据权利要求1-9中任一项的固体聚合物电解质，其中所述金属离子导电聚合物体系包含聚环氧乙烷、聚环氧丙烷、聚环氧丁烷、带有全氟磺酸官能度的聚合物、带有三氟甲烷磺酰基酰亚胺官能度的聚合物、其一种或多种的共聚物、或其两种或更多种的混合物。
11.根据权利要求10的固体聚合物电解质，其中所述金属离子导电聚合物体系包含聚环氧乙烷或其共聚物。
12.根据权利要求1-11中任一项的固体聚合物电解质，其中所述金属离子导电聚合物体系进一步包含聚偏氟乙烯(PVDF)、聚偏氟乙烯-共聚-三氟乙烯(PVDF-TrFE)、聚(甲基丙烯酸甲酯)(PMMA)、丁腈橡胶(NBR)、聚四氟乙烯(PTFE)或其两种或更多种的组合。
13.根据权利要求1-12中任一项的固体聚合物电解质，其中所述金属离子导电聚合物体系进一步包含添加剂，所述添加剂降低了所述金属离子导电聚合物体系中包含的一种或多种聚合物或共聚物的结晶度。
14.根据权利要求13的固体聚合物电解质，其中降低了所述金属离子导电聚合物体系中包含的一种或多种聚合物或共聚物的结晶度的所述添加剂是由共聚单体形成的共聚物。
15.根据权利要求14的固体聚合物电解质，其中所述共聚单体是六氟丙烯(HFP)。
16.根据权利要求1-15中任一项的固体聚合物电解质，其中所述金属离子导电聚合物体系包含聚环氧乙烷聚合物或共聚物和PVDF-HFP共聚物。
17.根据权利要求16的固体聚合物电解质，其中所述聚环氧乙烷聚合物或所述共聚物中包括的聚环氧乙烷结构部分具有约1.0×104g/mol至约1.0×106g/mol的分子量。
18.根据权利要求1-17中任一项的固体聚合物电解质，其中所述磷盐具有低于80℃的熔点。
19.根据权利要求18的固体聚合物电解质，其中所述磷盐具有低于25℃的熔点。
20.根据权利要求1-19中任一项的固体聚合物电解质，其中所述磷盐在160℃的温度下是物理稳定的。
21.根据权利要求1-20中任一项的固体聚合物电解质，其中R1、R2、R3和R4是烷基，其中的每个可以任选地被1-5个选自N、O和S的杂原子取代。
22.根据权利要求21的固体聚合物电解质，其中R1、R2和R3独立地选自C1-C4烷基和R4选自C6-C12烷基。
23.权利要求21的固体聚合物电解质，其中R1、R2和R3是选自C1-C4烷基的相同的烷基，和R4选自C6-C12烷基。
24.权利要求21的固体聚合物电解质，其中R1和R2是选自C1-C4烷基的相同的烷基，和R3和R4是选自C6-C12烷基的相同的烷基。
25.根据权利要求21的固体聚合物电解质，其中R1、R2和R3是选自C2-C4烷基的相同的烷基，和R4是C8烷基。
26.根据权利要求21的固体聚合物电解质，其中所述磷盐包含三乙基辛基磷三正丁基辛基磷三正丁基甲基磷或其两种或更多种的混合物。
27.根据权利要求26的固体聚合物电解质，其中所述磷盐包含三乙基辛基磷
28.根据权利要求1-27中任一项的固体聚合物电解质，其中所述固体聚合物电解质以约5wt％至约50wt％的量包含磷盐。
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【专利技术属性】
技术研发人员：A·莫克里尼，A·拉福格，
申请(专利权)人：加拿大国家研究委员会，
类型：发明
国别省市：加拿大;CA
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