本发明专利技术涉及固体聚合物电解质组合物和固体聚合物电解质，且更具体地涉及固体聚合物电解质组合物和通过将所述固体聚合物电解质组合物进行光固化而形成的固体聚合物电解质，所述固体聚合物电解质组合物含有：含有环氧烷且具有一个反应性双键的聚合物(A)；多官能可交联聚合物(B)；和离子液体，其中所述离子液体包含酰胺类溶剂和锂盐。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】固体聚合物电解质组合物及含有其的固体聚合物电解质
本申请要求基于2018年9月20日提交的韩国专利申请号10-2018-0113256的优先权权益，其全部内容以引用的方式并入本文。本专利技术涉及固体聚合物电解质组合物及包含其的固体聚合物电解质。
技术介绍
当前主要用于笔记本电脑和智能手机的具有高能量密度的锂离子二次电池由以锂氧化物制成的正极、碳类负极、隔膜以及电解质构成。常规地，作为上述电解质主要使用液态电解质特别是其中盐溶解在非水性有机溶剂中的离子传导有机液体电解质。但是，如果使用如上所述的液态电解质，则不仅电极材料劣化和有机溶剂挥发的可能性高，而且还存在由于环境温度和电池本身温度的升高引起的燃烧而导致的安全性问题。特别地，锂二次电池的问题在于，在充电和放电期间，由于有机溶剂的分解和/或有机溶剂与电极之间的副反应而在电池内部产生气体，从而使电池的厚度膨胀，并且在高温储存期间，该反应加速并且产生的气体量进一步增加。这样产生的气体持续地引起电池内压的增加，这引起矩形电池在特定方向上膨胀并爆炸，或者使电池的特定表面的中心变形，从而导致安全性降低，并且还引起电池中电极表面处的附着力产生局部差，从而导致在整个电极表面中电极反应不能同样地发生的缺点，由此降低了电池的性能。因此，一直到最近，已经对锂二次电池用聚合物电解质进行了积极研究，以解决液体电解质的这个问题并代替它。聚合物电解质主要分为凝胶型和固体型。凝胶型聚合物电解质是通过将高沸点液体电解质浸渍在聚合物膜中并将其与锂盐一起固定而显示导电性的电解质。固体型聚合物电解质是通过将锂盐添加到含有杂元素如O、N和S的聚合物中而使解离的锂阳离子在聚合物内移动的形式。凝胶型聚合物电解质含有大量的液体电解质，由此具有与纯液体电解质相似的离子传导率。然而，存在的缺点是稳定性问题和电池的制造工序的困难性仍然存在。另一方面，在固体聚合物电解质的情况下，其不含液体电解质，这改善了与泄漏有关的稳定性问题，并且还具有化学和电化学稳定性高的优点。然而，由于室温下的离子传导率非常低，因此已经进行了许多研究来改善这一点。目前，最常用的固体聚合物电解质用材料是聚环氧乙烷(PEO)，其尽管是固体但具有传导离子的能力。然而，在线性PEO类聚合物电解质的情况下，由于高结晶性，在室温下电导率非常低，为1.0×10-5S/cm，因此难以应用至锂二次电池。另外，电解质的加工性差，机械强度不足，出现低于5V的低电压稳定性等，因此难以通过将其应用至电池而实现令人满意的性能。为了解决这些问题，已经尝试开发各种材料，如混合聚合物电解质、互穿网络聚合物电解质和无纺固体聚合物电解质，并将其应用至电池。然而，仍然存在离子传导率和机械强度低以及工作电压范围窄的问题。因此，固体聚合物电解质必须具有高离子传导率、合适的机械强度和宽的工作电压范围，并且还需要含有最少量的溶剂以确保电池的工作稳定性。[现有技术文献][专利文献](专利文献1)韩国专利公开号2003-0097009(2003.12.31)，“具有良好抗漏性的聚合物电解质和使用其的锂电池(Polymerelectrolytewithgoodleakage-resistanceandlithiumbatteryemployingthesame)”
技术实现思路
【技术问题】因此，作为为解决上述问题而进行的各种研究的结果，本专利技术的专利技术人已经确认，如果通过将如下固体聚合物电解质组合物进行光固化来制备固体聚合物电解质，则电解质的离子传导率得到改善，并且电解质的机械性能、阻燃性和电化学稳定性得到改善，从而完成了本专利技术，所述固体聚合物电解质组合物包含含有环氧烷且具有一个反应性双键的聚合物(A)、多官能可交联聚合物(B)、以及含有酰胺类溶剂和锂盐的离子液体。因此，本专利技术的目的是提供一种具有上述作用的固体聚合物电解质，并且提供一种包含所述固体聚合物电解质并具有改善的性能的全固态电池。【技术方案】为了实现上述目的，本专利技术提供了一种聚合物电解质组合物，包含含有环氧烷且具有一个反应性双键的聚合物(A)、多官能可交联聚合物(B)和离子液体，其中所述离子液体包含酰胺类溶剂和锂盐。本专利技术的一个实施方式包含源自选自由以下组成的组中的一种单体的聚合单元：乙二醇甲基醚(甲基)丙烯酸酯、乙二醇苯基醚(甲基)丙烯酸酯、二乙二醇甲基醚(甲基)丙烯酸酯、二乙二醇2-乙基己基醚(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇甲基醚(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇乙基醚(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇4-壬基苯基醚(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇苯基醚(甲基)丙烯酸酯、乙二醇二环戊烯基醚(甲基)丙烯酸酯、聚丙二醇甲基醚(甲基)丙烯酸酯、聚丙二醇4-壬基苯基醚(甲基)丙烯酸酯或二丙二醇烯丙基醚(甲基)丙烯酸酯、及其组合。在本专利技术的一个实施方式中，所述多官能可交联聚合物(B)包含源自选自由以下组成的组中的一种单体的聚合单元：聚乙二醇二丙烯酸酯、聚乙二醇二甲基丙烯酸酯、三羟甲基丙烷乙氧基化三丙烯酸酯、三羟甲基丙烷丙氧基化三丙烯酸酯、聚丙二醇二甲基丙烯酸酯、聚丙二醇二丙烯酸酯、二乙烯基苯、聚酯二甲基丙烯酸酯、二乙烯基醚、乙氧基化双酚A二甲基丙烯酸酯、四乙二醇二丙烯酸酯、1,4-丁二醇二丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯、二(三羟甲基丙烷)四丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、季戊四醇乙氧基化四丙烯酸酯、二季戊四醇五丙烯酸酯、二季戊四醇六丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、及其组合。在本专利技术的一个实施方式中，所述酰胺类溶剂包含选自由以下组成的组中的至少一种：N-甲基乙酰胺、N,N-二甲基甲酰胺、1-甲基-2-吡咯烷酮、2-吡咯烷酮、1,3-二甲基-2-咪唑烷酮、2-吡咯烷酮、ε-己内酰胺、甲酰胺、N-甲基甲酰胺、乙酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基丙酰胺和六甲基磷酰三胺。在本专利技术的一个实施方式中，相对于100重量份的全体组合物，所述聚合物(A)的含量为5重量份至40重量份。在本专利技术的一个实施方式中，相对于100重量份的全体组合物，所述聚合物(B)的含量为5重量份至30重量份。在本专利技术的一个实施方式中，相对于100重量份的全体组合物，所述离子液体的含量为50重量份至90重量份。在本专利技术的一个实施方式中，相对于100重量份的全体组合物，所述锂盐的含量为10重量份至50重量份。在本专利技术的一个实施方式中，所述酰胺类溶剂与锂盐的重量比为40:60至60:40。在本专利技术的一个实施方式中，所述锂盐包含选自由以下组成的组中的任一种：LiPF6、LiBF4、LiSbF6、LiAsF6、LiOH、LiOH·H2O、LiBOB、LiClO4、LiN(C2F5SO2)2、LiN(CF3SO2)2、CF3SO3Li、LiC(CF3SO2)3、LiC4BO8、LiTFSI、LiFSI、LiClO4、及其组合。本专利技术还提供了一种通过将上述固体聚合物电解质组合物进行光固化而形成的固体聚合物电解质。在本专利技术的一个实本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种固体聚合物电解质组合物，包含含有环氧烷且具有一个反应性双键的聚合物(A)、多官能可交联聚合物(B)和离子液体，其中所述离子液体包含酰胺类溶剂和锂盐。/n
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180920 KR 10-2018-01132561.一种固体聚合物电解质组合物，包含含有环氧烷且具有一个反应性双键的聚合物(A)、多官能可交联聚合物(B)和离子液体，其中所述离子液体包含酰胺类溶剂和锂盐。
2.根据权利要求1所述的固体聚合物电解质组合物，其中所述聚合物(A)包含源自选自由以下组成的组中的任一种单体的聚合单元：乙二醇甲基醚(甲基)丙烯酸酯、乙二醇苯基醚(甲基)丙烯酸酯、二乙二醇甲基醚(甲基)丙烯酸酯、二乙二醇2-乙基己基醚(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇甲基醚(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇乙基醚(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇4-壬基苯基醚(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇苯基醚(甲基)丙烯酸酯、乙二醇二环戊烯基醚(甲基)丙烯酸酯、聚丙二醇甲基醚(甲基)丙烯酸酯、聚丙二醇4-壬基苯基醚(甲基)丙烯酸酯或二丙二醇烯丙基醚(甲基)丙烯酸酯、及其组合。
3.根据权利要求1所述的固体聚合物电解质组合物，其中所述多官能可交联聚合物(B)包含源自选自由以下组成的组中的任一种单体的聚合单元：聚乙二醇二丙烯酸酯、聚乙二醇二甲基丙烯酸酯、三羟甲基丙烷乙氧基化三丙烯酸酯、三羟甲基丙烷丙氧基化三丙烯酸酯、聚丙二醇二甲基丙烯酸酯、聚丙二醇二丙烯酸酯、二乙烯基苯、聚酯二甲基丙烯酸酯、二乙烯基醚、乙氧基化双酚A二甲基丙烯酸酯、四乙二醇二丙烯酸酯、1,4-丁二醇二丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯、二(三羟甲基丙烷)四丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、季戊四醇乙氧基化四丙烯酸酯、二季戊四醇五丙烯酸酯、二季戊四醇六丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、及其组合。
4.根据权利要求1所述的固体聚合物电解质组合物，其中所述酰胺类溶剂包含选自由以下组成的组中的至少一种：N-甲基乙酰胺、N,N-二甲基甲酰胺、1-甲基-2-吡咯烷酮、2-吡咯烷酮、1,3-二甲基-2-咪唑烷酮、2-吡咯烷酮、ε-己内酰胺、...
【专利技术属性】
技术研发人员：露西娅·金，李齐埙，蔡宗铉，韩东夹，张完洙，
申请(专利权)人：株式会社LG化学，
类型：发明
国别省市：韩国;KR
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