【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电池材料，尤其涉及一种电解质，更加涉及一种凝胶电解质及其应用。
技术介绍
1、锂离子电池作为清洁能源的分支之一，具备可再生、可持续的能源体系，已经广泛应用于储能系统中，甚至有部分材料体系已经应用于汽车领域，随着人们对高安全、高续航产品的追求，迫使电池材料体系朝着高镍、高电压等两个方面开发，但是现有的液态碳酸酯电解液在高镍、高电压体系下会发生分解产气等化学反应，整个电池的性能急剧下降，也会导致起火等安全问题。为此研究者们开展了一系列的凝胶电解质、固态电池等技术的开发，在众多技术路线中，凝胶电解质因具备高韧性高安全性而得到广泛的关注，同时凝胶电解质可以在维持了高安全的前提下也能将高镍、高电压正极材料容量发挥出来。
2、例如，有报道将一种含硼酸盐凝胶聚合物单体涂布在正极材料中，同时获得了高电导率和高耐氧化性窗口的凝胶型锂离子电池，但是这种电池的制备过程不能沿用当前锂电池的制备工艺，需要调整的电芯制备工艺流程比较多，电池制作成本较高。另外，也有将一种线性磷酸酯阻燃型凝胶电解质与正负极组装成凝胶型锂离子电池，表现出良好的电化学性能，但是这种凝胶电解质使用的是离子液体作为盐的载体，其较高的粘度对工业化产品的应用带来一定的阻力。
3、故，亟需开发可工业化的、能维持高安全性的同时发挥高镍、高电压正极材料容量的凝胶电解质和凝胶型锂离子电池。
技术实现思路
1、基于上述问题，本专利技术的目的在于提供一种凝胶电解质及其应用。此凝胶电解质的电化学性能与液体电解质接近，
2、为实现上述目的，本专利技术一方面提供了一种凝胶电解质。以重量份数计，该凝胶电解质的制备原料包括40～90份磷酸酯聚合物单体、2～20份胶黏剂、1～10份填充物和40～90份液态电解液，所述填充物为含锂化合物，所述磷酸酯聚合物单体的结构式如式一所示。其中，r为烃基或卤代烃基，n为1～4。
3、
4、本专利技术采用的技术方案中，含有环状磷酸酯的聚合物单体可以吸收正极材料中释放的活性氧，降低正极材料界面的副反应，同时聚合物单体在后续化成的高温下可发生自聚合反应，其无需额外使用引发剂可大幅降低引发剂给电池在循环过程中产生的气胀的概率。另外，含锂化合物作为填充剂可提升凝胶电解质的电导率，使得凝胶电解质的电化学性能能够与液体电解质接近。此凝胶电解质将聚合物和液态电解液复合，通过磷酸酯聚合物单体的聚合和胶黏剂可与电芯复合制备得到凝胶型锂离子电池，此凝胶型锂离子电池在可维持高安全性、保持高电化学性能的同时，还可沿用当前液态电解液的锂离子电池的制备工艺，具备可工业化生产的可行性。
5、作为本专利技术的一技术方案，式一中r为c1～c5的烷基或c1～c5的氟代烷基，n为1～2。
6、作为本专利技术的一技术方案，磷酸酯聚合物单体选自化合物1至化合物6中的至少一个。
7、
8、作为本专利技术的一技术方案，所述胶黏剂选自聚乙二醇二丙烯酸酯(pegda)、n,n亚甲基双丙烯酰胺、三乙二醇二甲基丙烯酸酯(tegdma)和季戊四醇四丙烯酸酯(petea)中的至少一种。
9、作为本专利技术的一技术方案，所述含锂化合物选自锂镧锆氧基氧化物(llzo)、氮化锂、磷化锂和硝酸锂中的至少一种。
10、作为本专利技术的一技术方案，所述液态电解液包括锂盐、溶剂和添加剂。
11、作为本专利技术的一技术方案，所述锂盐选自六氟磷酸锂、二氟磷酸锂、二氟双草酸磷酸锂、二氟草酸硼酸锂、四氟硼酸锂、高氯酸锂、四氟双草酸磷酸锂、氟磺酸锂、三氟甲基磺酸锂和双三氟甲烷磺酰亚胺锂中的至少一种。
12、作为本专利技术的一技术方案，所述溶剂选自碳酸甲乙酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯和碳酸二丙酯中的至少一种。
13、作为本专利技术的一技术方案，所述添加剂选自碳酸亚乙烯酯、三(三甲基硅基)磷酸酯、三(三甲基硅基)硼酸酯、氟代碳酸乙烯酯、1,3-丙烷磺酸内脂、硫酸乙烯酯、甲烷二磺酸亚甲酯、己二腈、丁二腈和1,3,6-己烷三腈中的至少一种。
14、本专利技术另一方面提供了前述凝胶电解质于锂离子电池中的应用。
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1.一种凝胶电解质，其特征在于，以重量份数计，制备原料包括40～90份磷酸酯聚合物单体、2～20份胶黏剂、1～10份填充物和40～90份液态电解液，所述填充物为含锂化合物，所述磷酸酯聚合物单体的结构式如式一所示，
2.根据权利要求1所述的凝胶电解质，其特征在于，R为C1～C5的烷基或C1～C5的氟代烷基，n为1～2。
3.根据权利要求1所述的凝胶电解质，其特征在于，所述磷酸酯聚合物单体选自化合物1至化合物6中的至少一个，
4.根据权利要求1所述的凝胶电解质，其特征在于，所述胶黏剂选自聚乙二醇二丙烯酸酯、N,N亚甲基双丙烯酰胺、三乙二醇二甲基丙烯酸酯和季戊四醇四丙烯酸酯中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的凝胶电解质，其特征在于，所述含锂化合物选自锂镧锆氧基氧化物、氮化锂、磷化锂和硝酸锂中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的凝胶电解质，其特征在于，所述液态电解液包括锂盐、溶剂和添加剂。
7.根据权利要求6所述的凝胶电解质，其特征在于，所述锂盐选自六氟磷酸锂、二氟磷酸锂、二氟双草酸磷酸锂、二氟草酸硼酸锂、四氟
8.根据权利要求7所述的凝胶电解质，其特征在于，所述溶剂选自碳酸甲乙酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯和碳酸二丙酯中的至少一种。
9.根据权利要求7所述的凝胶电解质，其特征在于，所述添加剂选自碳酸亚乙烯酯、三(三甲基硅基)磷酸酯、三(三甲基硅基)硼酸酯、氟代碳酸乙烯酯、1,3-丙烷磺酸内脂、硫酸乙烯酯、甲烷二磺酸亚甲酯、己二腈、丁二腈和1,3,6-己烷三腈中的至少一种。
10.根据权利要求1～9任意一项所述的凝胶电解质于锂离子电池中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种凝胶电解质，其特征在于，以重量份数计，制备原料包括40～90份磷酸酯聚合物单体、2～20份胶黏剂、1～10份填充物和40～90份液态电解液，所述填充物为含锂化合物，所述磷酸酯聚合物单体的结构式如式一所示，
2.根据权利要求1所述的凝胶电解质，其特征在于，r为c1～c5的烷基或c1～c5的氟代烷基，n为1～2。
3.根据权利要求1所述的凝胶电解质，其特征在于，所述磷酸酯聚合物单体选自化合物1至化合物6中的至少一个，
4.根据权利要求1所述的凝胶电解质，其特征在于，所述胶黏剂选自聚乙二醇二丙烯酸酯、n,n亚甲基双丙烯酰胺、三乙二醇二甲基丙烯酸酯和季戊四醇四丙烯酸酯中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的凝胶电解质，其特征在于，所述含锂化合物选自锂镧锆氧基氧化物、氮化锂、磷化锂和硝酸锂中的至少一种。
6.根据权利要求1所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：王晓强，王霹霹，陆湘文，温奕浩，毛冲，欧霜辉，黄秋洁，戴晓兵，冯攀，韩晖，
申请(专利权)人：珠海市赛纬电子材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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