基于动态硼酸酯键的自愈合聚合物电解质及其制备与应用制造技术

本发明专利技术属于聚合物电解质技术领域，公开了一种基于动态硼酸酯键的自愈合聚合物电解质及其制备与应用，该聚合物电解质，包含基于硼酸酯键的交联聚合物和锂盐成分，所述硼酸酯键的交联聚合物由巯基

【技术实现步骤摘要】
基于动态硼酸酯键的自愈合聚合物电解质及其制备与应用


[0001]本专利技术涉及聚合物电解质
，更具体地，涉及基于动态硼酸酯键的自愈合聚合物电解质及其制备与应用。

技术介绍

[0002]锂离子电池具有能量密度高、输出功率大、循环寿命长和环境友好等优点，成为柔性电子器件的主要储能组件。商品化锂离子电池主要采用可燃性碳酸酯类有机液体作为电解质材料，给锂离子电池的制造、运输和使用带来巨大安全隐患。聚合物电解质主要由聚合物基体与锂盐复合组成，其优势在于体系中不含液态有机溶剂，且具有良好的热稳定性和较宽的电化学窗口，有望从根本上改善锂离子电池的安全性能。然而，聚合物电解质存在韧性不足、容易脆裂的问题，其在电池组装和循环过程中发生破裂后将严重影响锂离子电池的电化学性能和使用寿命，甚至引发安全问题。
[0003]如果能将自愈合功能引入聚合物电解质，在电解质材料破碎后进行自修复则能够显著提升锂离子电池的使用寿命。采用构建四重氢键网络可赋予电解质自愈合性能，但是氢键是一类分子间作用力较弱的非共价键，其较低的键能导致自愈合聚合物电解质的力学性能偏低，难本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于动态硼酸酯键的自愈合聚合物电解质，其特征在于，包括基于硼酸酯键的交联聚合物和锂盐成分，所述基于硼酸酯键的交联聚合物由硼基单离子导体聚合物与巯基功能化硼酸酯键交联剂通过“巯基
‑
环氧基”开环反应制备；所述电解质为三维交联网络结构，其结构式如下：。2.根据权利要求1所述的一种基于动态硼酸酯键的自愈合聚合物电解质，其特征在于，所述硼基单离子导体聚合物由含硼酸酯反应单体与聚(乙二醇)甲基丙烯酸酯共聚得到，其化学结构式如下：。3.根据权利要求1所述的一种基于动态硼酸酯键的自愈合聚合物电解质，其特征在于，所述巯基功能化硼酸酯键交联剂为末端含有巯基，中间链段含有硼酸酯结构的巯基交联剂，其化学结构式如下：。4.一种基于动态硼酸酯键的自愈合聚合物电解质的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将2,5
‑
二甲基
‑
2,5
‑
己二醇、硼酸三甲酯溶于第一溶剂，搅拌条件下反应；再加入聚(乙二醇)甲基丙烯酸酯继续反应，反应产物经过滤、洗涤、干燥后得到含硼酸酯反应单体；将所述步骤1）得到的含硼酸酯反应单体、甲基丙烯酸缩水甘油酯反应单体、以及引发剂溶于第二溶剂，搅拌使反应单体溶解，经除氧和水后，搅拌条件下反应得到硼基单离子导体聚合物；将所述步骤2）得到的硼基单离子导体聚合物、巯基功能化硼酸酯键交联剂以及催化剂、锂盐溶于第三溶剂后混合均匀，加热条件下反应得到具有交联网络结构的基于动态硼
酸酯键的自愈合聚合物电解质。5.根据权利要求1所述的一种基于动态硼酸酯键的自愈合聚合物电解质的制备方法，其特征在于，步骤1）中，所述聚(乙二醇)甲基丙烯酸酯的相对分子质量为200~1000；所述第一溶剂包括四氢呋喃、乙腈、二甲亚砜、N,N
‑
二甲基甲酰胺中的至少一种；所述反应温度为30
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【专利技术属性】
技术研发人员：周炳华，杨超龙，刘欢欢，邓婷枝，王淑琴，
申请(专利权)人：江西师范大学，
类型：发明
国别省市：