【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电池材料领域，具体涉及一种基于dox单体的原位聚合电解质和制备方法及其应用。
技术介绍
1、锂离子电池由于其较高的能量密度和长寿命的优势广泛应用于便携设备和电动车辆等中小型电池领域，并不断扩大其应用领域和规模。但是目前商用锂离子电池电解液主要使用易燃易爆的液态电解质来实现锂离子在电极间的传输，由于液态电解质在电池运行过程中存在产气、漏液、易燃和易爆炸等一系列安全问题。因此，随着锂电池的迅猛发展以及应用场景的扩大，人们对锂离子电池的安全性能提出了更高的要求。
2、用化学惰性的固态电解质代替液态电解质的固态锂金属电池被认为是实现高安全性的锂电池的一种有前途的策略。但是固态电解质存在的较差的固-固接触，固-固界面兼容性差导致其离子电导率偏低。为了改善电解质与电极的界面接触，并提高电解质对锂离子的传导，提出了原位聚合制备聚醚类凝胶/固态电解质是一种有效解决界面兼容性和安全性的策略。
3、目前，原位聚合聚醚电解质研究主要集中在用1,3-二氧戊环(dol)开环聚合制备聚醚电解质(如现有的技术cn116190776a)。但是，由于聚1,3-二氧戊环(p-dol)的链式结构重复单元耐高电压性能较差，且在三元正极材料的电池中分解严重，这严重的阻碍了原位聚合物固态电解质在锂电池中的应用。
4、因此，亟需找到一种可替代技术方案，来解决上述原位聚合醚类电解质的耐高电压性差以及安全性不足的问题。
技术实现思路
1、本专利技术提供了一种基于dox单体的原位聚合
2、本专利技术的一个目的在于提供一种基于dox单体的原位聚合电解质，所述原位聚合电解质包括以下原料：聚合单体、引发剂和锂盐；
3、其中，所述聚合单体由下列结构通式表示：
4、
5、其中，
6、r1-r4独立地选自氢原子、卤素、氰基、硝基、磺酸基、c1-c8的烷基链、c1-c8的烷氧基链、c1-c8的烷基链衍生物或c1-c8的烷氧基链衍生物的一种或多种；
7、所述c1-c8的烷基链衍生物、c1-c8的烷氧基链衍生物中，烷基链或烷氧基链上的一个或多个氢原子被卤素所取代。
8、进一步地，所述卤素选自f、cl、br、或i中的一种或多种。
9、进一步地，所述聚合单体选自如下结构的一种或多种：
10、
11、
12、其中，所述r5选自c1-c8烷基链、c1-c8烷氧基链。
13、进一步地，所述锂盐选自六氟磷酸锂、四氟硼酸锂、高氯酸锂、二草酸硼酸锂、二氟草酸硼酸锂、六氟砷酸锂、三氟甲基磺酸锂、双三氟甲基磺酰亚胺锂或双氟磺酰亚胺锂中的一种或多种。
14、进一步地，所述引发剂选自四氟硼酸锂、六氟磷酸锂、四氟化锡、氟化亚锡、氟化锌、二氟草酸硼酸锂、氟化铜、碘化锌、六氟磷酸钾、三氟甲基磺酸盐以及三氟甲基磺酸酯中的一种或多种。
15、本专利技术还提供了所述基于dox单体的原位聚合电解质的制备方法，所述含有基于dox单体的原位聚合电解质的制备方法包括如下步骤：
16、s1.将锂盐溶于聚合单体中，混合，得到锂盐溶液；
17、s2.将引发剂加入锂盐溶液中，混合，得到前驱体溶液；
18、s3.将前驱体溶液进行加热，反应，得到聚合物电解质。
19、进一步地，所述锂盐的浓度为0.5-3m。
20、优选地，所述锂盐的浓度为0.5-1.5m。
21、进一步地，步骤s1中，所述锂盐与聚合单体的摩尔比为1-2:8-10。
22、进一步地，所述引发剂的浓度为0.1-100mm。
23、进一步地，步骤s3中，所述加热的温度为35-85℃。
24、优选地，步骤s3中，所述加热的温度为55-65℃。
25、具体地，本专利技术聚合单体中的1,3-二氧六环分子的长碳链结构可以降低p-dox聚合物链对锂离子的结合能力，促进阴离子的传输，从而实现阴离子衍生的富含无机组分的sei膜的构筑，提高电池的循环稳定性和耐高电压性能。
26、本专利技术还提供了一种锂离子电池，所述锂离子电池包括正极、负极、隔膜和所述基于dox单体的原位聚合电解质；
27、其中，所述正极材料选自磷酸铁锂、高镍三元正极材料、镍钴锰酸锂、钛酸锂中的至少一种；
28、所述负极材料为金属锂；
29、所述隔膜选自聚乙烯膜(pe)、聚丙烯膜(pp)、纤维素膜、玻璃纤维素膜中的至少一种。
30、本专利技术具有以下有益效果：
31、(1)本专利技术所述基于dox单体的原位聚合电解质具有良好的界面接触，降低了电池内阻；此外针对设计的分子结构有效的提升了电池的耐高压性能，拓宽了电池的工作电压，有利于提高电池的能量密度；提升了其分解温度，提高了电池的高安全性。
32、(2)本专利技术采用dox单体具有耐高电压性好的特性，有效改善了聚醚类电解质分解温度低和电化学窗口较窄的问题，实现了更高的电化学窗口，且提高了电解质分解温度，提升了电池的能量密度和安全性能，同时采用原位聚合制备电解质，没有小分子残留或小分子溶剂残留少，大大改善了电解质的易燃、易爆的问题，提高了电池的循环稳定性和安全性；而且本专利技术的聚合物电解质在电池内实现电极/电解质固液界面向固固界面的原位转换，有利于改善界面接触，降低电池界面阻抗。
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1.一种基于DOX单体的原位聚合电解质，其特征在于，所述原位聚合电解质包括以下原料：聚合单体、引发剂和锂盐；
2.根据权利要求1所述基于DOX单体的原位聚合电解质，其特征在于，所述卤素选自F、Cl、Br、或I中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述基于DOX单体的原位聚合电解质，其特征在于，所述聚合单体选自如下结构的一种或多种：
4.根据权利要求1所述基于DOX单体的原位聚合电解质，其特征在于，所述锂盐选自六氟磷酸锂、四氟硼酸锂、高氯酸锂、二草酸硼酸锂、二氟草酸硼酸锂、六氟砷酸锂、三氟甲基磺酸锂、双三氟甲基磺酰亚胺锂或双氟磺酰亚胺锂中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述基于DOX单体的原位聚合电解质，其特征在于，所述引发剂选自四氟硼酸锂、六氟磷酸锂、四氟化锡、氟化亚锡、氟化锌、二氟草酸硼酸锂、氟化铜、碘化锌、六氟磷酸钾、三氟甲基磺酸盐以及三氟甲基磺酸酯中的一种或多种。
6.权利要求1-5任一项所述基于DOX单体的原位聚合电解质的制备方法，其特征在于，所述含有基于DOX单体的原位聚合电解质的制备方法包括如下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种基于dox单体的原位聚合电解质，其特征在于，所述原位聚合电解质包括以下原料：聚合单体、引发剂和锂盐；
2.根据权利要求1所述基于dox单体的原位聚合电解质，其特征在于，所述卤素选自f、cl、br、或i中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述基于dox单体的原位聚合电解质，其特征在于，所述聚合单体选自如下结构的一种或多种：
4.根据权利要求1所述基于dox单体的原位聚合电解质，其特征在于，所述锂盐选自六氟磷酸锂、四氟硼酸锂、高氯酸锂、二草酸硼酸锂、二氟草酸硼酸锂、六氟砷酸锂、三氟甲基磺酸锂、双三氟甲基磺酰亚胺锂或双氟磺酰亚胺锂中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述基于dox单体的原位聚合电解质，其特征在于，所述引发剂选自四氟硼酸锂、六氟磷酸锂、四氟化锡、氟化亚锡、氟化锌、二氟草酸硼酸锂、氟化铜、碘化锌...
【专利技术属性】
技术研发人员：郑奇峰，丁奎，刘洋，邹汉琴，陈鹭义，
申请(专利权)人：华南师范大学，
类型：发明
国别省市：
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