【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种凝胶聚合物电解质，尤其涉及一种凝胶聚合物电解质及其应用，属于锂离子电池。
技术介绍
1、锂离子电池具有能量密度高、循环寿命长、无记忆效应等显著优点，在便携式电子设备、电动汽车和智能电网等领域得到了广泛应用。商业化锂离子电池液态电解液主要由导电锂盐，线性和环状碳酸酯溶剂及少量功能添加剂组成。这主要是因为电解液拥有较高的电导率，良好的铝箔钝化性能，较好的电化学稳定性，可以在石墨负极表面形成化学和电化学稳定的固体电解质膜。然而，液态电解液存在漏液和内部短路等风险，安全系数比较低，易引发电池安全问题。
2、凝胶聚合物电解质利用自身形成的聚合物网络吸附液态电解液，解决了液态电解液锂离子电池可能存在的漏液和易燃烧等安全问题。然而目前常用的凝胶聚合物电解质仍面临电导率低的问题，从而导致锂离子电池的循环性能的劣化。
3、因此，亟待开发一种具有高电导率，同时改善电池的循环性能的凝胶聚合物电解质。
技术实现思路
1、本专利技术提供一种凝胶聚合物电解质，该凝胶聚合物电解质具有高电导率，并且能够改善电池的循环性能。
2、本专利技术提供一种凝胶聚合物电解质的制备方法，该方法能够制备出具有高电导率的凝胶聚合物，并且该方法工艺简单、易于操作。
3、本专利技术提供一种半固态锂离子电池，该半固态锂离子电池呈现高循环性能。
4、本专利技术还提供一种半固态锂离子电池的制备方法，该方法能够制备出具有凝胶聚合物电解质的半固态锂离子电池，使其具有优
5、本专利技术提供一种凝胶聚合物电解质，其中，包括式1所示的丙烯酸酯类化合物和式2所示的苯乙烯类化合物聚合形成的聚合物，以及碳酸酯电解液；
6、ch2＝c(r'1)c(o)ocnh2n+1 式1，
7、
8、其中，r'1为h或ch3，n＝1-8；r1、r2、r3、r4、r5各自独立的选自氢、卤素、氨基、氰基、c1-c8的取代或未取代的烷基，取代基选自卤素、氰基、氨基中的一种、c6-c12的芳香基或卤代芳香基、c1-c4的烷氧基。
9、如上所述的凝胶聚合物电解质，其中，所述丙烯酸酯类化合物包括丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸戊酯、丙烯酸己酯、丙烯酸庚酯、丙烯酸辛酯、丙烯酸异丙酯、丙烯酸异丁酯、丙烯酸-2-甲基丁酯、丙烯酸-2-甲基戊酯、丙烯酸-2-甲基己酯、丙烯酸-2-甲基庚酯、丙烯酸-2-乙基丁酯、丙烯酸-2-乙基戊酯、丙烯酸-2-乙基己酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸戊酯、甲基丙烯酸己酯、甲基丙烯酸庚酯、甲基丙烯酸辛酯、甲基丙烯酸异丙酯、甲基丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸-2-甲基丁酯、甲基丙烯酸-2-甲基戊酯、甲基丙烯酸-2-甲基己酯、甲基丙烯酸-2-甲基庚酯、甲基丙烯酸-2-乙基丁酯、甲基丙烯酸-2-乙基戊酯、甲基丙烯酸-2-乙基己酯中的至少一种；
10、所述苯乙烯类化合物包括苯乙烯、2-氟苯乙烯、3-氟苯乙烯、4-氟苯乙烯、2-氯苯乙烯、3-氯苯乙烯、4-氯苯乙烯、2-溴苯乙烯、3-溴苯乙烯、4-溴苯乙烯、1,3,5-三氟苯乙烯、1,3,5-三氯苯乙烯、1,3,5-三溴苯乙烯、五氟苯基苯乙烯、2-甲基苯乙烯、3-甲基苯乙烯、4-甲基苯乙烯、2-乙基苯乙烯、3-乙基苯乙烯、4-乙基苯乙烯、2-丙基苯乙烯、3-丙基苯乙烯、4-丙基苯乙烯、2-丁基苯乙烯、3-丁基苯乙烯、4-丁基苯乙烯、2-己基苯乙烯、3-己基苯乙烯、4-己基苯乙烯、2-辛基苯乙烯、3-辛基苯乙烯、4-辛基苯乙烯、2-氨基苯乙烯、3-氨基乙烯、4-氨基苯乙烯、2-甲氧基苯乙烯、3-甲氧基乙烯、4-甲氧基苯乙烯、2-乙氧基苯乙烯、3-乙氧基苯乙烯、4-乙氧基苯乙烯、2-丙氧基苯乙烯、3-丙氧基乙烯、4-丙氧基苯乙烯、2-氰基苯乙烯、3-氰基乙烯、4-氰基苯乙烯、2-乙氰基苯乙烯、3-乙氰基苯乙烯、4-乙氰基苯乙烯、2-三氟甲基苯乙烯、3-三氟甲基苯乙烯、4-三氟甲基苯乙烯、2-环己基苯乙烯、3-环己基苯乙烯、4-环己基苯乙烯、2-苯基苯乙烯、3-苯基苯乙烯、4-苯基苯乙烯、2-(2’-氟苯基)苯乙烯、2-(2’-氯苯基)苯乙烯中的至少一种。
11、如上所述的凝胶聚合物电解质，其中，所述聚合物的数均分子量不高于10000。
12、如上所述的凝胶聚合物电解质，其中，所述聚合物在所述凝胶聚合物电解质中的质量百分含量为5-20％；
13、和/或，所述碳酸酯电解液在所述凝胶聚合物电解质中的质量百分含量为80-95％。
14、如上所述的凝胶聚合物电解质，其中，所述碳酸酯电解液包括锂盐和碳酸酯溶剂；
15、所述锂盐包括六氟磷酸锂、四氟硼酸锂、双氟磺酰亚胺锂、双三氟甲基磺酰亚胺锂、双草酸硼酸锂、二氟双草酸硼酸锂、二氟双草酸磷酸锂和四氟草酸磷酸锂、4,5-二氰基-2-三氟甲基-咪唑锂中的至少一种；
16、所述碳酸酯溶剂包括碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、乙烯基碳酸乙烯酯、氟代碳酸乙烯酯、双氟碳酸乙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯、碳酸二乙酯中的至少一种；
17、所述锂盐在所述碳酸酯电解液中的摩尔浓度为0.5-1.5mol/l。
18、如上所述的凝胶聚合物电解质，其中，所述凝胶聚合物电解质还包括交联剂和引发剂，所述交联剂包括具有式3结构的聚乙二醇二甲基丙烯酸酯：
19、c3h5c(o)(och2ch2)noc(o)c3h5式3，其中，n＝1-10；
20、所述引发剂包括偶氮二异丁腈、过氧化二苯甲酰、过氧化二碳酸二异丙酯、n,n-二甲基苯胺中的至少一种；
21、所述交联剂在所述凝胶聚合物电解质中的质量百分含量为0.1-2％；和/或，所述引发剂在所述凝胶聚合物电解质中的质量百分含量低于0.1％。
22、如上所述的凝胶聚合物电解质，其中，所述凝胶聚合物电解质通过包括以下过程的方法制备得到：
23、将包括所述丙烯酸酯类化合物、苯乙烯类化合物和碳酸酯电解液的体系混合均匀后，在40-80℃下进行热聚合处理6-24h，得到所述凝胶聚合物电解质；
24、所述丙烯酸酯类化合物在所述体系中的质量百分含量为5-20％；和/或，所述苯乙烯类化合物在所述体系中的质量百分含量为0.1-5％。
25、本专利技术还提供一种凝胶聚合物电解质的制备方法，其中，包括以下步骤：
26、将包括所述丙烯酸酯类化合物、苯乙烯类化合物和碳酸酯电解液的体系混合均匀后，在40-80℃下进行热聚合处理6-24h，得到所述凝胶聚合物电解质。
27、本专利技术还提供一种半固态锂离子电池，其中，包括如上所述的凝胶聚合物电解质或采用如上所述的凝胶聚合物电解质的制备方法制得的凝胶聚合物电解质。
28、本专利技术还提供一种半固态锂离子电池的制备方法，其中，包括以下步骤：
29、1)将包括所述丙烯酸酯类化合物、苯乙烯类化合物和碳本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种凝胶聚合物电解质，其特征在于，包括式1所示的丙烯酸酯类化合物和式2所示的苯乙烯类化合物聚合形成的聚合物，以及碳酸酯电解液；
2.根据权利要求1所述的凝胶聚合物电解质，其特征在于，所述丙烯酸酯类化合物包括丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸戊酯、丙烯酸己酯、丙烯酸庚酯、丙烯酸辛酯、丙烯酸异丙酯、丙烯酸异丁酯、丙烯酸-2-甲基丁酯、丙烯酸-2-甲基戊酯、丙烯酸-2-甲基己酯、丙烯酸-2-甲基庚酯、丙烯酸-2-乙基丁酯、丙烯酸-2-乙基戊酯、丙烯酸-2-乙基己酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸戊酯、甲基丙烯酸己酯、甲基丙烯酸庚酯、甲基丙烯酸辛酯、甲基丙烯酸异丙酯、甲基丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸-2-甲基丁酯、甲基丙烯酸-2-甲基戊酯、甲基丙烯酸-2-甲基己酯、甲基丙烯酸-2-甲基庚酯、甲基丙烯酸-2-乙基丁酯、甲基丙烯酸-2-乙基戊酯、甲基丙烯酸-2-乙基己酯中的至少一种；
3.根据权利要求1或2所述的凝胶聚合物电解质，其特征在于，所述聚合物的数均分子量不高于10000。
4.根据权
5.根据权利要求1-4任一项所述的凝胶聚合物电解质，其特征在于，所述碳酸酯电解液包括锂盐和碳酸酯溶剂；
6.根据权利要求1-5任一项所述的凝胶聚合物电解质，其特征在于，所述凝胶聚合物电解质还包括交联剂和引发剂，所述交联剂包括具有式3结构的聚乙二醇二甲基丙烯酸酯：
7.根据权利要求1-6任一项所述的凝胶聚合物电解质，其特征在于，所述凝胶聚合物电解质通过包括以下过程的方法制备得到：
8.一种权利要求1-7任一项所述的凝胶聚合物电解质的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
9.一种半固态锂离子电池，其特征在于，包括权利要求1-7任一项所述的凝胶聚合物电解质或采用权利要求8所述的凝胶聚合物电解质的制备方法制得的凝胶聚合物电解质。
10.一种权利要求9所述的半固态锂离子电池的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种凝胶聚合物电解质，其特征在于，包括式1所示的丙烯酸酯类化合物和式2所示的苯乙烯类化合物聚合形成的聚合物，以及碳酸酯电解液；
2.根据权利要求1所述的凝胶聚合物电解质，其特征在于，所述丙烯酸酯类化合物包括丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸戊酯、丙烯酸己酯、丙烯酸庚酯、丙烯酸辛酯、丙烯酸异丙酯、丙烯酸异丁酯、丙烯酸-2-甲基丁酯、丙烯酸-2-甲基戊酯、丙烯酸-2-甲基己酯、丙烯酸-2-甲基庚酯、丙烯酸-2-乙基丁酯、丙烯酸-2-乙基戊酯、丙烯酸-2-乙基己酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸戊酯、甲基丙烯酸己酯、甲基丙烯酸庚酯、甲基丙烯酸辛酯、甲基丙烯酸异丙酯、甲基丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸-2-甲基丁酯、甲基丙烯酸-2-甲基戊酯、甲基丙烯酸-2-甲基己酯、甲基丙烯酸-2-甲基庚酯、甲基丙烯酸-2-乙基丁酯、甲基丙烯酸-2-乙基戊酯、甲基丙烯酸-2-乙基己酯中的至少一种；
3.根据权利要求1或2所述的凝胶聚合物电解质，其特征在于，所述聚合物的数均分...
【专利技术属性】
技术研发人员：程鹏飞，范伟贞，范超君，史利涛，
申请(专利权)人：广州天赐高新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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