一种多孔聚合物电解质及其制备方法和应用技术

技术编号:40936810 阅读:19 留言:0更新日期:2024-04-18 14:55
本发明专利技术涉及一种多孔聚合物电解质,以具有纳米孔道结构的聚芳醚多孔材料作为电解质主体结构,锂离子电解液浸入纳米孔道内部,聚芳醚多孔材料的比表面积为400~1000m<supgt;2</supgt;/g,孔径分布为0.5‑10nm;所述聚芳醚是由具有刚性螺旋结构的多羟基化合物和具有刚性结构、含有多个端卤取代基化合物缩合得到。本发明专利技术的电解质以固有微孔聚合物材料作为主体材料,形成自支撑薄膜,经过液态电解质激活后成为电解质,应用于锂离子电池领域。利用固有微孔聚合物和锂离子形成的离子溶剂化笼,提升离子传输动力学;并且进行多官能团引入,提升电解质氧化稳定性,拓宽电解质电化学窗口。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及锂离子电池,具体为一种多孔聚合物电解质及其制备方法及应用。


技术介绍

1、随着锂离子电池的广泛应用,对其能量密度和安全性有着越来越高的要求。传统液态电解质无法有效地抑制锂枝晶的生长,并且具有易燃、易挥发、易泄露的缺点,使得电池具有着火、爆炸的安全隐患。采用本质安全的固态电解质替代液态电解质可以提高电池的安全性能,但无机固态电解质存在室温离子电导率较低、电极-电解质界面离子传输性能较差、难以规模化应用等缺点。

2、采用准固态电解质可以将液态电解质和固态电解质的优势互补,具有室温下离子电导率较高、电极-电解质界面具有良好的接触、较低的液含量、良好的安全性能等优点。专利202211286228.2公开了一种聚醚类准固态电解质及其制备方法,通过原位聚合方式得到了准固态电解质,但是聚醚的玻璃化转变温度较低,高温下无法起到“锁液”功能。专利202111030918.7提出了一种3d网络准固态电解质、准固态锂离子电池及其制备方法,通过交联聚合物提高了电解质的热稳定性和“锁液”能力,但交联聚合物结构离子传输动力学缓慢,锂离子电池具有较差的循环、倍本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种多孔聚合物电解质,其特征在于,以具有纳米孔道结构的聚芳醚多孔材料作为电解质主体结构,锂离子电解液浸入纳米孔道内部,聚芳醚多孔材料的比表面积为400~1000m2/g,孔径分布为0.5-10nm;所述聚芳醚是由具有刚性螺旋结构的多羟基化合物和具有刚性结构、含有多个端卤取代基化合物缩合得到。

2.根据权利要求1所述的多孔聚合物电解质,其特征在于,所述多孔聚合物电解质的电解液液含量为2-10wt%,优选5-7wt%。

3.根据权利要求1所述的多孔聚合物电解质,其特征在于,所述具有刚性螺旋结构的多羟基化合物选自5,5’,6,6’-四羟基-3,3,3’,3’-四甲基...

【技术特征摘要】

1.一种多孔聚合物电解质,其特征在于,以具有纳米孔道结构的聚芳醚多孔材料作为电解质主体结构,锂离子电解液浸入纳米孔道内部,聚芳醚多孔材料的比表面积为400~1000m2/g,孔径分布为0.5-10nm;所述聚芳醚是由具有刚性螺旋结构的多羟基化合物和具有刚性结构、含有多个端卤取代基化合物缩合得到。

2.根据权利要求1所述的多孔聚合物电解质,其特征在于,所述多孔聚合物电解质的电解液液含量为2-10wt%,优选5-7wt%。

3.根据权利要求1所述的多孔聚合物电解质,其特征在于,所述具有刚性螺旋结构的多羟基化合物选自5,5’,6,6’-四羟基-3,3,3’,3’-四甲基-1,1’-螺旋双茚满、2,2’,3,3’-四羟基-1,1’-二联萘、1,2,4,5-四羟基苯、9,10-二甲基-9,10-二氢-9,10-乙桥蒽-2,3,6,7-四酚、9,9,-二(3,4-二羟基苯基)芴、5,5’,6,6’-四羟基-3,3’-二羰基-1,1’-螺旋双茚满、1,4-二(3,4-二羟基苯)-2,3,5,6-四苯基苯、六苯酚中的至少一种;所述具有刚性结构、含有多个端卤取代基化合物选自十氟联苯酮、2,3,5,6-四氟异烟腈、十氟联苯、2,3,5,6-四氟对苯二腈、2,3,5,6-四氯对苯二腈、2,3,5,6-四氯异烟腈、十氯联苯、十氯联苯酮中的一种。

4.根据权利要求1所述的多孔聚合物电解质,其特征在于,锂离子电解液是锂盐和溶剂组成,所述锂盐选自双草酸硼酸锂、二氟草酸硼酸锂、双二氟磺酰亚胺锂、双三氟甲基磺酰亚胺锂、高氯酸锂、四氟硼酸锂、六氟磷酸锂中的至少一种;所述溶剂为酯类或醚类;酯类有机溶剂包含碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、氟代碳酸乙烯酯中的至少一种;醚类有机溶剂所包含1,3-二氧戊环、乙二醇二甲醚、二甲醚、二甘醇...

【专利技术属性】
技术研发人员:郭玉国袁博恒孟庆海
申请(专利权)人:中国科学院化学研究所
类型:发明
国别省市:

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