一种单锂离子导电含氟聚合物固态电解质的制备方法及其应用技术

本发明专利技术属于锂离子电池技术领域，具体涉及一种单锂离子导电含氟聚合物固态电解质的制备方法及其应用。本发明专利技术采用可控自由基聚合的方法，以含氟锂盐类单体与乙烯基醚类衍生物作为共聚单体，通过加热或光照的方式实现两类单体的交替共聚，其中乙烯基醚类单体可连接不同长度的聚乙二醇片段，从而制备得到锂离子基团和聚乙二醇片段均匀排列的聚合物。该聚合物电解质可直接与正极极片、负极极片封装成固态电池，结果表明，在均匀分布的乙氧基驱动下，锂离子能够实现聚合物链上的连续跳跃传输。本发明专利技术方法得到的单锂离子导电含氟聚合物固态电解质具有良好的耐高压性、室温电导率、锂离子迁移数以及与锂金属的界面相容性。移数以及与锂金属的界面相容性。移数以及与锂金属的界面相容性。

【技术实现步骤摘要】
一种单锂离子导电含氟聚合物固态电解质的制备方法及其应用


[0001]本专利技术属于锂离子电池
，具体涉及一种单锂离子导电含氟聚合物固态电解质的制备方法及其应用。

技术介绍

[0002]锂元素具有极低的电化学电位，从而促使锂离子电池在动力、能源、电力领域得到广泛的应用。常规的锂离子电池的电解质是由电解液浸润隔膜所组成，在使用过程中容易发生电流短路、局部受热等问题，甚至会导致燃烧爆炸等一系列安全问题。而固态电池具有高能量密度、高安全性的特点，成为了下一代高性能锂离子电池的研究目标，其中的固态电解质成为目前热门的研究领域。虽然硫/氧化物电解质为主的无机固态电解质的电导率较高，其较差的柔韧性大大增加了界面电阻，使得界面接触性不足、加工困难；对于聚乙二醇(PEG)为典型代表的聚合物固态电解质，虽然界面性能大幅改善，但其分子链上氧原子对锂离子的强配位性以及PEG的强结晶性，导致电解质的电导率较低，锂离子传输对电流的贡献较低(锂迁移数低)，并且这样的PEG主体材料不耐受高压。因此，需要进一步精确调节聚合物结构来实现聚合物电解质在综合性能上的突破。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种单锂离子导电含氟聚合物固态电解质，其特征在于，具有式(1)所示的单元结构式：其中，R1为甲基、三氟甲基、苯基、对三氟甲基苯基或对甲氧基苯基，R2为碳单元数为1～10的全氟醚链，R3，R4为氟原子或三氟甲基，R5为氟原子、三氟甲基、五氟乙基或七氟丙基，R6为甲基或原子数为12～24的冠醚基团；n是正整数，且1≤n≤25；m是正整数，且10≤m≤100。2.一种如权利要求1所述的单锂离子导电含氟聚合物固态电解质的制备方法，其特征在于，是基于含氟锂盐单体和乙烯基醚类单体的自由基交替共聚反应。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述含氟锂盐单体的结构式如式(2)或(3)所示，所述乙烯基醚类单体的结构式如式(4)所示：其中，R1为甲基、三氟甲基、苯基、对三氟甲基苯基或对甲氧基苯基，R2为碳单元数为1～10的全氟醚链，R3，R4为氟原子或三氟甲基，R5为氟原子、三氟甲基、五氟乙基或七氟丙基，R6为甲基或原子数为12～24的冠醚基团，重复单元n为1～25的正整数。4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述制备步骤包括：(1)制备反应溶液：将反应物混合均匀，并除去反应体系中的氧气；所述反应物包括含氟锂盐单体、乙烯基醚类单体、引发剂和溶剂，且按摩尔比计，含氟锂盐单体：乙烯基醚类单体＝10:(3～30)；含氟锂盐单体:引发剂＝1000:(1～1...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈茂，韩善涛，
申请(专利权)人：复旦大学，
类型：发明
国别省市：