一种聚合物固态电解质的原位制备及应用制造技术

本发明专利技术公开了一种聚合物固态电解质的原位制备及应用，包括：电解质盐、聚合物前驱体(单体)、引发剂、引发活性抑制剂，其中：(1)电解质盐在电解质内部加速活性离子传输的作用；(2)聚合物前驱体(单体)的盐溶液是通过路易斯酸引发阳离子开环聚合最终生成固态聚合物电解质，增强电解质与正负极的接触性；(3)引发剂作用是引发聚合物前驱体(单体)的盐溶液在电池内部进行原位聚合；对碱金属负极进行改性、在碱金属表面生成合金层充当人工SEI膜的作用，抑制碱金属负极与固态电解质之间的副反应以及枝晶的生长；(4)引发活性抑制剂用于溶解引发剂并调节引发剂活性。引发剂并调节引发剂活性。引发剂并调节引发剂活性。

【技术实现步骤摘要】
一种聚合物固态电解质的原位制备及应用


[0001]本专利技术属于电池
，具体涉及固态电解质
，具体涉及一种聚合物固态电解质的原位制备和应用。

技术介绍

[0002]固态电池具有高安全性、高能量密度等优点，是极具发展前景的下一代储能系统之一。与液态电解质相比，固态电解质具有高强度，有利于抑制枝晶的生长，防止电池短路。并且，固态电解质不易挥发及泄漏，热稳定性高，能够显著增强电池的安全性。与此同时，锂金属负极具有3860mAh g
‑1的超高比容量，钠金属负极也具有1166mAh g
‑1的高比容量，能够有效提升电池的能量密度。
[0003]然而，对于传统非原位聚合制备方法制备的聚合物固态电解质，具有低的离子电导率(10
‑5S cm
‑1‑
10
‑6S cm
‑1)，电解质与正负极难以有效接触，会产生较大的界面阻抗，影响电池的实际性能。同时，由于锂、钠等碱金属负极的高反应性，电解质极易与金属负极发生各种副反应，使得电池具有低的库伦效率以及循环稳定性。<br/>[0004]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种聚合物固态电池电解质，所述的固态电解质包括：电解质盐、聚合物前驱体(单体)、引发剂、引发活性抑制剂。2.根据权利要求1所述的聚合物固态电池电解质，其中所述电解质盐选自三氟甲基磺酸锂(LiCF3SO3)、二(三氟甲基磺酸)亚胺锂[LiN(CF3SO2)2、LiTFSI]及其衍生物，全氟烷基磷酸锂[LiPF3(C2F5)3、LiFAP]、四氟草酸磷酸锂[LiPF4(C2O4)]、双草酸硼酸锂(LiBOB)、三(邻苯二酚)磷酸锂(LTBP)以及磺化聚磺胺锂盐，LiPF6、LiClO4、LiBF4、LiAsF6、LiNO3、LiCO3、LiCl中的一种或几种；优选地，所述电解质盐为二(三氟甲基磺酸)亚胺锂(LiTFSI)，且浓度范围为0.1
–
10mol/L；优选为2mol/L。3.根据权利要求1
‑
2任一项所述的聚合物固态电池电解质，其中所述聚合物前驱体(单体)选自1,3
‑
二氧戊环(DOL)、碳酸亚乙烯酯(VC)、氰基聚乙烯醇(PVA
‑
CN)、四氢呋喃(THF)、聚乙二醇二甲醚(PEGDE)、氟化碳酸乙烯酯(FEC)、三聚甲醛(TOM)中的一种或几种；优选地，所述前驱体(单体)为1,3
‑
二氧戊环(DOL)。4.根据权利要求1
‑
3任一项所述的聚合物固态电池电解质，其中所述引发剂选自三氟甲磺酸亚锡(Sn(OTf)2)、三氟甲磺酸铟(In(OTf)3)、三氟甲磺酸铝(Al(OTf)3)、三氟甲磺酸锌(Zn(OTf)2)、三氟甲磺酸镁(Mg(OTf)2)、六氟磷酸锂(LiPF6)、氟化亚锡(SnF2)、氟化锡(SnF4)、氯化亚锡(SnCl2)、氯化锡(SnCl4)、溴化亚锡(SnBr2)、溴化锡(SnBr4)、碘化亚锡(SnI2)、碘化锡(SnBr4)、氟化铝(AlF3)、氯化铝(AlCl3)、溴化铝(AlBr3)、碘化铝(AlI3)氟化锌(ZnF2)、氯化锌(ZnCl2)、溴化锌(ZnBr2)、碘化锌(ZnI2)阳离子引发剂中的一种或几种；优选地，所述引发剂为三氟甲磺酸亚锡(Sn(OTf)2)且浓度范围为0.1mmol/L
–
10mol/L，优选为5mmol/L。5.根据权利要求1
‑
4任一项所述的聚合物固态电池电解质，其中所述引发活性抑制剂选自乙二醇二甲醚(DME)、碳酸丙烯酯(PC)、碳酸乙烯酯(EC)、碳酸二乙酯(DEC)、碳酸二甲酯(DMC)、碳酸甲乙酯(EMC)、甲酸甲酯(MF)、乙酸甲酯(MA)、N,N
‑
二甲基乙酰胺(DMA)、氟代碳酸乙烯酯(FEC)、丙酸甲酯(MP)、丙酸乙酯(EP)、乙酸乙酯(EA)、γ
‑
丁内酯(GBL)、四氢呋喃(THF)、2
‑
甲基四氢呋喃(2MeTHF)、4
‑
甲基
‑
1,3
‑
二氧环戊烷(4MeDOL)、二甲氧甲烷(DMM)、1,2
‑
二甲氧丙烷(DMP)、三乙二醇二甲醚(DG)、二甲基砜(MSM)、二甲醚(DME)、亚硫酸乙烯酯(ES)、亚硫酸丙烯脂(PS)、亚硫酸二甲脂(DMS)、亚硫酸二乙脂(DES)、冠醚(12
‑
冠
‑
4)、1
‑
乙基
‑3‑
甲基咪唑
‑
六氟磷酸盐、1
‑
乙基
‑3‑
甲基咪唑
‑
四氟硼酸盐、1
‑
乙基
‑3‑
甲基咪唑
‑
三氟甲基磺酸盐、1
‑
乙基
‑3‑
甲基咪唑
‑
双三氟甲基磺酰亚胺盐、1
‑
丙基
‑3‑
甲基咪唑
‑
三氟甲基磺酸盐、1
‑
丙基
‑3‑
甲基咪唑
‑
六氟磷酸盐、1
‑
丙基
‑3‑
甲基咪唑
‑
四氟硼酸盐、1
‑
丙基
‑3‑
甲基咪唑
‑
双三氟甲基磺酰亚胺盐、1
‑
丁基
‑3‑
甲基咪唑
‑
三氟甲基磺酸盐、1
‑
丁基
‑3‑
甲基咪唑
‑
六氟磷酸盐、1
‑
丁基
‑3‑
甲基咪唑
‑
四氟硼酸盐、1
‑
丁基
‑3‑
甲基咪唑
‑
双三氟甲基磺酰亚胺盐、、N
‑
...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐永炳，王志伟，刘齐荣，
申请(专利权)人：深圳先进技术研究院，
类型：发明
国别省市：