用于凝胶聚合物电解质的组合物、由该组合物制备的凝胶聚合物电解质和包括该凝胶聚合物电解质的锂二次电池制造技术

本发明专利技术提供一种用于凝胶聚合物电解质的组合物，所述组合物包括：由式1表示的第一低聚物；包括由式2a表示并衍生自苯乙烯单体的第一重复单元在内的第二低聚物；聚合引发剂；锂盐；和非水溶剂，并且提供一种使用所述组合物制备的凝胶聚合物电解质、和一种包括该凝胶聚合物电解质的锂二次电池。

Composition for gel polymer electrolyte, gel polymer electrolyte prepared from the composition, and lithium secondary battery comprising the gel polymer electrolyte, two

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于凝胶聚合物电解质的组合物、由该组合物制备的凝胶聚合物电解质和包括该凝胶聚合物电解质的锂二次电池
相关申请的交叉引用本申请要求于2017年11月30日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2017-0163676号的权益，通过引用将上述专利申请的公开内容作为整体结合在此。
本专利技术涉及用于凝胶聚合物电解质的组合物、由该组合物制备的凝胶聚合物电解质、和包括该凝胶聚合物电解质的锂二次电池，且更具体地，涉及具有改善的高温稳定性的用于凝胶聚合物电解质的组合物、由该组合物制备的凝胶聚合物电解质、和包括该凝胶聚合物电解质的锂二次电池。
技术介绍
随着对移动装置的技术开发和需求的增加，对作为能源的二次电池的需求显著增加，且在这些二次电池中，具有高能量密度和高电压的锂二次电池已被商业化并广泛使用。锂二次电池通过如下方法制备：通过用正极活性材料和负极活性材料将集电器涂覆到适当的厚度，或者使活性材料本身形成为具有适当长度的膜形状，然后将所得产品与绝缘隔板一起卷绕或层压来制备电极组件，将电极组件放入罐或与之类似的容器中，然后将电解质注入罐或容器中。使用锂金属氧化物作为正极活性材料，且使用锂金属、锂合金、结晶碳或无定形碳、或碳复合材料作为负极活性材料。此外，主要使用液体电解质作为电解质，特别是其中盐溶解在非水有机溶剂中的离子导电液体电解质。然而，近来，随着对储能技术的兴趣日益增长，需要开发一种能够以小型化、轻量化、高容量性能进行充放电并且具有高温和高电压安全性的二次电池。此外，当在高温、高电压下驱动二次电池时，随着内部温度的升高，在锂二次电池中可能经常发生放热现象。因此，存在以下问题：仅由有机溶剂和盐组成的液体电解质通常具有较低的高温安全性，并且一旦开始着火，即使切断外部的供应电流，燃烧也会自发地进行。为了解决该问题，需要开发一种使用不同于液体电解质的本身具有高温安全性的凝胶聚合物电解质的电池。(专利文献0001)韩国专利申请待审公开第10-2015-0139827号
技术实现思路
技术问题为了解决上述问题，本专利技术提供一种用于凝胶聚合物电解质的组合物、由该组合物制备的凝胶聚合物电解质、和包括该凝胶聚合物电解质的锂二次电池，该组合物能够在不使电池性能劣化的情况下改善电池的高温稳定性。技术方案在一个方面，本专利技术提供一种用于凝胶聚合物电解质的组合物，其包括：由下式1表示的第一低聚物；第二低聚物，其包括由下式2a表示并衍生自苯乙烯单体的第一重复单元；聚合引发剂；锂盐；和非水溶剂，[式1]在式1中，A是包括被至少一个氟取代或未取代的具有1至5个碳原子的烷撑基的单元，B和B'各自独立地为包括酰胺基的单元，C和C'各自独立地为包括(甲基)丙烯酸酯基的单元，并且m是1至100的整数。[式2a]在式2a中，R3是选自由氢、和取代或未取代的具有1至5个碳原子的烷基构成的组中的一种，并且a是1至50的整数。此外，第二低聚物可进一步包括选自由下式2b表示的第二重复单元和由下式2c表示的第三重复单元构成的组中的至少一种。[式2b]在式2b中，R4是选自由氢、和取代或未取代的具有1至5个碳原子的烷基构成的组中的一种，并且b是1至50的整数。[式2c]在式2c中，R5、R6和R7各自独立地为选自由氢、和取代或未取代的具有1至5个碳原子的烷基构成的组中的一种，并且c是1至50的整数。根据本专利技术的实施方式，第二低聚物可包括选自由下式2-1和式2-2表示的单元构成的组中的一种。[式2-1]在式2-1中，d和e各自独立地为1至50的整数。[式2-2]在式2-2中，f、g和h各自独立地为1至50的整数。此外，第一低聚物可包括选自由式1-1至式1-6表示的化合物构成的组中的至少一种化合物。[式1-1][式1-2][式1-3][式1-4][式1-5][式1-6]n1至n6各自独立地为1至30的整数，并且m为1至100的整数。在另一方面，本专利技术提供一种使用所述用于凝胶聚合物电解质的组合物制备的凝胶聚合物电解质、和一种包括该凝胶聚合物电解质的锂二次电池。有益效果根据本专利技术的用于凝胶聚合物电解质的组合物使用通过将两种或更多种类型的具有优异的电化学安全性的低聚物混合而形成的聚合物网络，从而提高了锂二次电池的高温安全性。具体实施方式下文中，将更加详细地描述本专利技术，以使得理解本专利技术。将理解的是，本说明书和权利要求书中使用的术语或词语不应被解释为一般的定义或字典的定义，而是应基于专利技术人可以适当地定义术语的概念以便以最佳方式描述其专利技术的原则，解释为符合本专利技术的技术精神的含义和概念。本文使用的术语仅用于描述具体示例性实施方式的目的，并不意在限制本专利技术。单数表达包括复数表达，除非上下文另有明确含义。将进一步理解的是，当在本说明书中使用术语“包括”、“提供有”或“具有”时，具体说明了所述特征、数目、步骤、元素或其组合的存在，但不排除存在或添加一个或多个其他特征、数目、步骤、元素或其组合。此外，本说明书中使用的“*”表示在相同或不同的原子之间或者式的末端之间的连接部分，除非本文中另有说明。<用于凝胶聚合物电解质的组合物>根据本专利技术的用于凝胶聚合物电解质的组合物包括第一低聚物；第二低聚物；聚合引发剂；锂盐；和非水溶剂。低聚物首先，将描述低聚物。如上所述，本专利技术的低聚物由第一低聚物和第二低聚物组成。首先，第一低聚物和第二低聚物可以通过聚合反应三维结合形成聚合物网络，第一低聚物包括被氟取代或未取代的烷撑基、酰胺基、(甲基)丙烯酸酯基，第二低聚物包括衍生自苯乙烯单体的第一重复单元。根据所用的电解质的类型，锂二次电池可以分为使用液体电解质的锂二次电池和使用聚合物电解质的锂聚合物电池。然而，当使用液体电解质时，极有可能使电极材料降解并使有机溶剂挥发，并且因为环境温度和电池本身的温度升高可能引起燃烧，还存在安全性问题。特别地，当液体电解质由于过热而超过闪点(flashpoint)时，可能会发生热失控现象。已知热失控现象发生在高温情况下，在高温情况下，液体电解质在高电流、过充电和高温环境中充当诸如油之类的燃料，并且与从正极活性材料释放的氧发生化学反应。为了解决这一问题，当电池在任意温度下过热时，可以使用用于电流断开的保护电路、安全排气口，但上述装置相对昂贵，从而导致价格负担。因此，本专利技术使用包括藉由将第一低聚物和第二低聚物三维结合形成的聚合物网络在内的凝胶聚合物电解质，以解决这些问题。藉由将第一低聚物和第二低聚物结合形成的凝胶聚合物电解质即本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于凝胶聚合物电解质的组合物，所述组合物包括：/n由下式1表示的第一低聚物；/n第二低聚物，所述第二低聚物包括由式2a表示并衍生自苯乙烯单体的第一重复单元；/n聚合引发剂；锂盐；和非水溶剂，/n[式1]/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171130 KR 10-2017-01636761.一种用于凝胶聚合物电解质的组合物，所述组合物包括：
由下式1表示的第一低聚物；
第二低聚物，所述第二低聚物包括由式2a表示并衍生自苯乙烯单体的第一重复单元；
聚合引发剂；锂盐；和非水溶剂，
[式1]



其中，在式1中，
A是包括被至少一个氟取代或未取代的具有1至5个碳原子的烷撑基的单元，
B和B'各自独立地为包括酰胺基的单元，
C和C'各自独立地为包括(甲基)丙烯酸酯基的单元，并且
m是1至100的整数，
[式2a]



其中，在式2a中，R3是选自由氢、和取代或未取代的具有1至5个碳原子的烷基构成的组中的一种，并且a是1至50的整数。


2.根据权利要求1所述的用于凝胶聚合物电解质的组合物，
其中所述第二低聚物进一步包括选自由下式2b表示的第二重复单元和由下式2c表示的第三重复单元构成的组中的至少一个重复单元，
[式2b]



其中，在式2b中，R4是选自由氢、和取代或未取代的具有1至5个碳原子的烷基构成的组中的一种，并且b是1至50的整数，
[式2c]



其中，在式2c中，R5、R6和R7各自独立地为选自由氢、和取代或未取代的具有1至5个碳原子的烷基构成的组中的一种，并且c是1至50的整数。


3.根据权利要求1所述的用于凝胶聚合物电解质的组合物，
其中所述第二低聚物包括选自由下式2-1和式2-2表示的单元构成的组中的至少一种，
[式2-1]



其中，在式2-1中，d和e各自独立地为1至50的整数，
[式2-2]



其中，在式2-2中，f、g和h各自独立地为1至50的整数。


4.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：李正勳，安庆昊，吴正友，李哲行，
申请(专利权)人：株式会社LG化学，
类型：发明
国别省市：韩国;KR