【技术实现步骤摘要】
本申请涉及电池，更具体地说，涉及一种组合物、阻燃凝胶电解质及其制备方法和电池。
技术介绍
1、电解液作为锂离子电池的重要组成，被认为是目前提高锂离子电池安全性能的重要阻碍。目前针对电解液安全问题的主要解决方式为采用全固态电解质、阻燃类添加剂电解液或阻燃凝胶电解质。全固态电解质方案是可有效解决安全问题，但其界面阻抗大，电化学性能差，无法满足高能量密度动力电池需求。在传统的有机电解液中添加阻燃添加剂能够改善电池的安全性能，但阻燃添加剂的引入对电池的循环性能和寿命均产生不利影响，并且其含量与电池性能成反比，但添加剂用量过少不能凸显阻燃效果。阻燃凝胶电解质具有类似传统有机液体电解液的良好的导电性，减少了有机液体电解质因漏液引发的电极腐蚀、氧化燃烧等生产安全问题，同时兼备了固态电解质所具有的机械强度，极大地提高了锂离子电池的安全性。
2、但阻燃凝胶电解质中聚合物单体的含量过多会对会产生对电池界面的不利组分，离子液体的存在也会导致使得电解质与隔膜和电极材料的浸润性变差，离子迁移受到限制。
技术实现思路
1、基于此，本专利技术的目的是提供一种组合物、阻燃凝胶电解质及其制备方法和电池。
2、本申请的技术方案如下：
3、第一方面，本申请提供一种组合物，包括硅烷偶联剂、多氟化合物和有机磺酸类化合物。
4、可选地，在本申请的一些实施例中，所述组合物由硅烷偶联剂、多氟化合物和有机磺酸类化合物组成。
5、可选地，在本申请的一些实施例中，所述组合物，
6、可选地，在本申请的一些实施例中，所述硅烷偶联剂包括烷氧基硅烷偶联剂；和/或
7、所述多氟化合物中f的个数为2～8个；和/或
8、所述多氟化合物包括多氟代酯化合物、多氟芳烃化合物、多氟苯甲酰胺化合物、多氟环己酮化合物中的一种或多种；和/或
9、所述有机磺酸类化合物包括磺酸酯类化合物和酰胺磺酸化合物中的一种或多种。
10、可选地，在本申请的一些实施例中，所述烷氧基硅烷偶联剂包括乙烯基-三-(2-甲氧基乙氧基)硅烷、甲基苯基二-(甲氧二乙基)硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷中的一种或多种；和/或
11、所述多氟代酯化合物包括双氟代碳酸乙烯酯，碳酸双(2,2,2-三氟乙基)酯,2,2,2-三氟乙基三氟乙酯，三氟乙酸丙烯酯中的一种或多种；和/或
12、多氟芳烃化合物包括2,3,4,5,6-五氟(苯丙烯)；和/或
13、多氟苯甲酰胺化合物包括4-叠氮基-2,3,5,6-四氟-n-(2-甲基丙烯酰氨基乙基)苯甲酰胺；和/或
14、多氟环己酮化合物包括2,6-双(4-氟代苯亚甲基)环己酮；和/或
15、所述磺酸酯类化合物包括三氟甲基磺酸对乙酰基苯酯，三氟甲磺酸苄酯对甲苯，磺酸2-丁炔酯中的一种或多种；和/或
16、所述酰胺磺酸化合物包括n-(2-乙酰胺基)-2-氨基乙磺酸和2-丙烯酰胺-2-甲基丙烷磺酸中的一种或多种。
17、第二方面，本申请还提供了一种阻燃凝胶电解质，包括上述第一方面所述的组合物，还包括金属盐溶液、阻燃剂、添加剂和引发剂。
18、可选地，在本申请的一些实施例中，所述阻燃凝胶电解质，按质量百分比计，包括10～40％所述组合物、20～40％所述金属盐溶液、10～40％所述阻燃剂、10～30％所述添加剂和0.2～0.5％所述引发剂。
19、可选地，在本申请的一些实施例中，所述金属盐溶液包括金属盐和溶剂；和/或
20、所述金属盐溶液中金属盐的浓度为0.5～8mol/l；和/或
21、所述阻燃剂包括磷酸酯阻燃剂和亚磷酸酯阻燃剂中的一种或多种；和/或
22、所述添加剂包括氟代碳酸乙烯酯、碳酸亚乙烯酯、碳酸乙烯亚乙酯、1,3-丙烷磺内酯中的一种或多种；和/或
23、所述引发剂包括偶氮化合物和过氧化物中的一种或多种。
24、可选地，在本申请的一些实施例中，所述金属盐包括锂盐，所述锂盐包括六氟磷酸锂、四氟硼酸锂、六氟砷酸锂、双草酸硼酸锂、二氟草酸硼酸锂、双三氟甲磺酰亚胺锂、双二氟磺酰亚胺锂、二氟磷酸锂、二氟草酸磷酸锂、硝酸锂、三氟甲基磺酸锂中的一种或多种；和/或
25、所述溶剂包括碳酸酯类溶剂、吡咯类离子液体、哌啶类离子液体中的一种或多种，其中，所述碳酸酯类溶剂包括碳酸二甲酯、碳酸乙烯酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、碳酸丙烯酯、氟代碳酸甲乙酯中的一种或多种，所述吡咯类离子液体包括n-丙基-n-甲基吡咯-二(三氟甲基磺酰)亚胺、n-乙基-2-甲氧基吡咯-双氟磺酰亚胺中的一种或多种，所述哌啶类离子液体包括n-甲基-n-丙基哌啶-二(三氟甲基磺酰)亚胺中的一种或多种；和/或
26、所述磷酸酯阻燃剂包括磷酸三甲酯、磷酸三乙酯、磷酸三丙酯、磷酸三苯酯中的一种或多种；和/或
27、所述亚磷酸酯阻燃剂包括亚磷酸三乙酯；和/或
28、所述偶氮化合物包括偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈中的一种或多种；和/或
29、所述过氧化物包括过氧化苯甲酰。
30、第三方面，本申请还提供了一种阻燃凝胶电解质的制备方法，用于制备如上述第二方面所述的阻燃凝胶电解质，包括如下步骤：
31、提供上述第一方面所述的组合物，所述组合物包括硅烷偶联剂、多氟化合物和有机磺酸类化合物；
32、提供金属盐溶液，向所述金属盐溶液中加入阻燃剂、添加剂、所述组合物和引发剂混合，加热，得到阻燃凝胶电解质。
33、可选地，在本申请的一些实施例中，所述混合是在水和氧含量均低于0.1ppm的氩气的氛围下进行；和/或
34、所述加热的温度为30-80℃，加热时间为6-24h。
35、第四方面，本申请还提供了一种电池，包括正极、负极和如上述第二方面所述的阻燃凝胶电解质，或者，由上述第三方面所述的制备方法制得的阻燃凝胶电解质。
36、本申请具有如下有益效果：
37、本申请硅烷偶联剂具有热稳定性优异、可燃性低、能清除痕量水的特点，同时，硅烷偶联剂能够与锂金属和活性正极表面的羟基键发生偶联反应，形成牢固的li-si-o化学键结合，构建电极与电解质之间的化学桥梁，从而有效提高电解质中锂离子的传输速率；多氟化合物具有不燃性且能够在电极表面形成富含氟化物的固态/电解质界面，可以改善因磷酸酯的加入对界面产生的不利影响，同时能够有效降低因硅烷偶联剂反应生成的有机组分在界面沉积所导致的高界面阻抗；有机磺酸类化合物具有优异的阻燃性能和成膜性能，可进一步提高凝胶聚合物电池的电导率，提高锂离子在凝胶电解质中的传输速率。
38、本申请中，硅烷偶联剂和有机磺酸类化合物生成的有机组分参与成膜，形成具有刚柔兼备的界面膜，同时多氟化合物的加入使本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种组合物，其特征在于：包括硅烷偶联剂、多氟化合物和有机磺酸类化合物。
2.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于：所述组合物，按质量百分比计，包括5～60％所述硅烷偶联剂、5～55％所述多氟化合物、5～40％所述有机磺酸类化合物。
3.根据权利要求1或2所述的组合物，其特征在于：所述硅烷偶联剂包括烷氧基硅烷偶联剂；和/或
4.根据权利要求3所述的组合物，其特征在于：
5.一种阻燃凝胶电解质，其特征在于：包括权利要求1-4任一项所述的组合物，还包括金属盐溶液、阻燃剂、添加剂和引发剂。
6.根据权利要求5所述的阻燃凝胶电解质，其特征在于：所述阻燃凝胶电解质，按质量百分比计，包括10～40％所述组合物、20～40％所述金属盐溶液、10～40％所述阻燃剂、10～30％所述添加剂和0.2～0.5％所述引发剂。
7.根据权利要求5或6所述的阻燃凝胶电解质，其特征在于：
8.根据权利要求7所述的阻燃凝胶电解质，其特征在于：
9.一种阻燃凝胶电解质的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
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1.一种组合物，其特征在于：包括硅烷偶联剂、多氟化合物和有机磺酸类化合物。
2.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于：所述组合物，按质量百分比计，包括5～60％所述硅烷偶联剂、5～55％所述多氟化合物、5～40％所述有机磺酸类化合物。
3.根据权利要求1或2所述的组合物，其特征在于：所述硅烷偶联剂包括烷氧基硅烷偶联剂；和/或
4.根据权利要求3所述的组合物，其特征在于：
5.一种阻燃凝胶电解质，其特征在于：包括权利要求1-4任一项所述的组合物，还包括金属盐溶液、阻燃剂、添加剂和引发剂。
6.根据权利要求5所述的阻燃凝胶电解质，其特征在于：所述阻燃凝胶电...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵江辉，宋林虎，郭峰，魏文硕，王祖华，谢茂玲，李晨永，涂玉祖，王国荣，
申请(专利权)人：浙江正泰电器股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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