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具有局域高浓度结构的固态聚合物电解质、锂电池及方法技术

技术编号:40195337 阅读:20 留言:0更新日期:2024-01-26 23:58
本申请提供了用于形成具有局域高浓度结构的固态聚合物电解质的组合物、由其形成的固态聚合物电解质及其制备方法。所述组合物包含:电解液,其包含锂盐、非含氟有机溶剂、含氟稀释剂和任选的成膜剂;丙烯酸酯类不饱和单体;以及引发剂。本申请还涉及包含所述固态聚合物电解质的电池以及电池的制备方法。由于所述固态聚合物电解质具有局域高浓度电解液中独特的离子溶剂化结构,可形成良好的固体电解质界面膜(SEI),原位制备固聚合物电解质方法可同时降低界面阻抗,对正极有良好的浸润性;由于电解质氧化极限电位的提高可使电解质与高压正极一起使用,提高锂金属电池的能量密度,具有良好的应用前景。

【技术实现步骤摘要】

本申请涉及锂电池,特别是涉及用于形成具有局域高浓度结构的固态聚合物电解质的组合物、固态聚合物电解质、包含所述固态聚合物电解质的锂电池及其制备方法。


技术介绍

1、锂金属电池由于锂的超高理论比容量(3860mah/g)以及较低的氧化还原电压(-3.04v),而受到广泛的关注。然而,液态电解液存在泄露、着火、爆炸等问题。常规浓度(如锂离子浓度为1m)液态体系的锂金属电池在实际应用中也存在很多问题。例如,循环过程中由于形成的固体电解质界面膜(sei)的厚度比较大且质量不均,循环过程中电解液与锂金属不断反应,造成锂枝晶的生长,死锂(即,失去活性,不再参与电池中充放电过程的锂)的大量生成,使得电池间阻抗变大,界面恶化,甚至造成正负极接触而短路。提高锂金属电池的工作电压可提高电池的实际能量密度,但是1m浓度的电解液在高电压下容易被氧化分解,不断参与反应。

2、与电解液相比,全固态电解质可提高其机械强度,可一定程度抑制枝晶生长,并解决了电解液容易泄露的问题,同时易于加工。但是,全固态电解质的离子电导率通常小于或等于10-4s cm-1,与电极间的接触不佳,电本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.用于形成具有局域高浓度结构的固态聚合物电解质的组合物,其包含:

2.根据权利要求1所述的组合物,其中所述非含氟有机溶剂与所述含氟稀释剂的质量比为1:1.5至1:7.5,

3.根据权利要求2所述的组合物,其中所述碳酸酯类化合物选自碳酸乙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸丙烯酯、碳酸甲乙酯或者它们的任意组合,并且所述醚类化合物选自二乙二醇二甲醚、三乙二醇二甲醚、四乙二醇二甲醚或者它们的任意组合,

4.根据权利要求2所述的组合物,其中所述成膜剂选自二氟磷酸锂、三(五氟苯基)硼烷、丁二腈、己二腈、1,3,6-己烷三腈、六氟环三磷腈、氟代碳酸乙烯酯、碳酸亚乙...

【技术特征摘要】

1.用于形成具有局域高浓度结构的固态聚合物电解质的组合物,其包含:

2.根据权利要求1所述的组合物,其中所述非含氟有机溶剂与所述含氟稀释剂的质量比为1:1.5至1:7.5,

3.根据权利要求2所述的组合物,其中所述碳酸酯类化合物选自碳酸乙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸丙烯酯、碳酸甲乙酯或者它们的任意组合,并且所述醚类化合物选自二乙二醇二甲醚、三乙二醇二甲醚、四乙二醇二甲醚或者它们的任意组合,

4.根据权利要求2所述的组合物,其中所述成膜剂选自二氟磷酸锂、三(五氟苯基)硼烷、丁二腈、己二腈、1,3,6-己烷三腈、六氟环三磷腈、氟代碳酸乙烯酯、碳酸亚乙酯、磷酸三甲酯或者它们的任意组合,

5.形成具有局域高浓度结构的固态聚合物电...

【专利技术属性】
技术研发人员:陈永胜宋星忱张洪涛
申请(专利权)人:南开大学
类型:发明
国别省市:

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