【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及锂离子电池材料，具体涉及一种柔性高分子聚合物及其制备方法和在锂电池中的应用。
技术介绍
1、锂电池作为一种重要而高效的储能器件，具有能量密度高、输出功率大、电压高、自放电小、工作温度宽、无记忆效应和环境友好等优点，广泛应用在手机、笔记本电脑、电动车、轨道交通、大规模储能和航空航天领域。
2、在锂电池中，电解质是起到连接正负极之间的重要组成部分。目前，传统锂离子使用的液态电解质体系存在电解液易燃易泄露、负极锂枝晶生长、电解液中阴离子浓度极化等问题，在电池长期充放电过程中依旧存在风险。固态电解质是一种新型的电解质材料，具有高离子导电性、良好的电化学稳定性和机械强度，被广泛应用于锂离子电池、燃料电池和其他电化学器件中。在固态电解质中，聚合物和填料之间的相互作用对电解质的性能具有重要影响。
3、目前固态电解质中常见的聚合物包括聚氧乙烯(peo)、聚甲基丙烯酸酯(pmma)、聚丙烯腈(pan)、聚偏氟乙烯(pvdf)、聚偏氟乙烯-六氟丙烯(pvdf-hfp)等。聚合物固态锂离子电池虽然具有质量低、无漏液、安全性好、柔性好等优点，但是其中的固态电解质普遍存在以下问题：(1)机械强度较低，在聚合物中添加无机填料虽然能够提升聚合物基固体电解质离子电导率和机械强度，然而存在填料与聚合物不兼容问题，容易造成填料团聚，进而影响锂离子传输及机械强度；(2)锂离子电导率偏低，常用的聚合物基体为聚环氧乙烷(peo)，加入各种锂盐后其室温电导率一般在10-5s/cm，通过加入固体塑化剂、陶瓷颗粒等填料或与其他聚合物单体共
技术实现思路
1、本专利技术的目的是为了解决现有技术存在的上述问题，提供一种柔性高分子聚合物及其制备方法和在锂电池中的应用。本专利技术能够解决目前固态电解质用于锂电池时存在的机械强度低和电导率低的问题。
2、为了达到上述目的，本专利技术的技术方案如下：
3、一种柔性高分子聚合物的制备方法，包括如下步骤：在氮气保护下，将质量比为2-5：1-3：4-10：0.01-0.03的聚四氢呋喃二醇、3-异丙基-二甲基苄基异氰酸酯、山梨醇和n，n-二甲基苄胺，在70-90℃条件下搅拌反应1-5h后，得到产物i；在产物i中加入总物料重量0.1-0.3％的n-甲基吡咯烷酮，搅拌反应1-3h后，得到产物ii；将产物ii的温度降低至50-60℃后加入总物料重量0.1-0.2％的氯仿，搅拌反应1-3h后，得到产物iii，将产物iii的温度升高至100-110℃后加入总物料重量0.1-0.3％的n-甲基吡咯烷酮，搅拌反应5-10h，得到产物iv；将产物iv的温度升高至115-125℃后加入总物料重量1-5％的pvdf-hfp，搅拌反应1-3h，得到柔性高分子聚合物。
4、本专利技术还提供上述制备方法制得的柔性高分子聚合物在锂电池中的应用，具体是将所述柔高分子聚合物用于制备锂电池中的固态电解质。
5、进一步的，上述固态电解质的制备方法，包括如下步骤：
6、(1)将纳米碳酸钙加入n-甲基吡咯烷酮中，超声分散，得到混合物a，将硫氰酸胍与质量分数75％的乙醇溶液混合得到混合物b，将混合物a加入混合物b中，以2000-3000r/min搅拌20-50min，干燥后得到处理后的碳酸钙；
7、(2)将填料加入溶剂乙腈中超声分散得到0.15-0.30g/ml填料液，再加入2'-脱氧-2'-氟尿苷，以500-800r/min搅拌1-2h，得到处理液i；将处理后的碳酸钙、柔性高分子聚合物、锂盐依次加入溶剂乙腈中搅拌3-5h，得到0.15-0.30g/ml的处理液ii，将处理液i和处理液ii混合均匀后倒入聚四氟乙烯模具中，70-80℃反应3-5h，干燥后得到固态电解质。
8、进一步的，步骤(2)中所述填料为锂镧钛氧或锂镧锆氧。
9、进一步的，步骤(2)中所述锂盐为高氯酸锂、六氟磷酸锂、六氟砷酸锂、四氟硼酸锂、双三氟甲基磺酰亚胺锂、双氟磺酰亚胺锂、二氟草酸硼酸锂、双乙二酸硼酸锂、双草酸硼酸锂以及三氟甲基磺酸锂的其中一种或几种组合。
10、进一步的，步骤(1)中，所述纳米碳酸钙、所述n-甲基吡咯烷酮、所述硫氰酸胍、所述质量分数75％的乙醇溶液的质量比为1-1.5：10-20：0.01-0.02：0.3-0.5；步骤(2)中，所述填料、所述柔性高分子聚合物、所述锂盐、所述处理后的碳酸钙、所述2'-脱氧-2'-氟尿苷的质量比为10：1.5-4：0.3-1.5：0.05-0.1：0.003-0.008。
11、本专利技术还提供一种锂电池，由正极、负极和介于正极与负极间的电解质构成，所述电解质为上述方法制备得到的固态电解质。
12、本专利技术的有益效果如下：
13、本专利技术通过聚四氢呋喃二醇、3-异丙基-二甲基苄基异氰酸酯、山梨醇、n，n-二甲基苄胺、n-甲基吡咯烷酮等制得的柔性高分子聚合物能够与填料具有很好的相容性，有利于填料在聚合物基体中的分散，减少团聚；本专利技术通过使用硫氰酸胍对纳米碳酸钙进行处理，再作为助剂应用于固态电解质的制备中，能够辅助促进柔性高分子聚合物与填料更好的溶合，提高机械强度和电导率。
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1.一种柔性高分子聚合物的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：在氮气保护下，将质量比为2-5：1-3：4-10：0.01-0.03的聚四氢呋喃二醇、3-异丙基-二甲基苄基异氰酸酯、山梨醇和N，N-二甲基苄胺，在70-90℃条件下搅拌反应1-5h后，得到产物I；在产物I中加入总物料重量0.1-0.3％的N-甲基吡咯烷酮，搅拌反应1-3h后，得到产物II；将产物II的温度降低至50-60℃后加入总物料重量0.1-0.2％的氯仿，搅拌反应1-3h后，得到产物III，将产物III的温度升高至100-110℃后加入总物料重量0.1-0.3％的N-甲基吡咯烷酮，搅拌反应5-10h，得到产物IV；将产物IV的温度升高至115-125℃后加入总物料重量1-5％的PVDF-HFP，搅拌反应1-3h，得到柔性高分子聚合物。
2.一种柔性高分子聚合物，其特征在于：由权利要求1所述的制备方法制得。
3.权利要求2所述的柔性高分子聚合物在锂电池中的应用，其特征在于：所述柔高分子聚合物用于制备锂电池中的固态电解质。
4.如权利要求3所述的应用，其特征在于，所述固态电解质的
5.如权利要求4所述的应用，其特征在于：步骤(2)中所述填料为锂镧钛氧或锂镧锆氧。
6.如权利要求4所述的应用，其特征在于：步骤(2)中所述锂盐为高氯酸锂、六氟磷酸锂、六氟砷酸锂、四氟硼酸锂、双三氟甲基磺酰亚胺锂、双氟磺酰亚胺锂、二氟草酸硼酸锂、双乙二酸硼酸锂、双草酸硼酸锂以及三氟甲基磺酸锂的其中一种或几种组合。
7.如权利要求4所述的应用，其特征在于：步骤(1)中，所述纳米碳酸钙、所述N-甲基吡咯烷酮、所述硫氰酸胍、所述质量分数75％的乙醇溶液的质量比为1-1.5：10-20：0.01-0.02：0.3-0.5；步骤(2)中，所述填料、所述柔性高分子聚合物、所述锂盐、所述处理后的碳酸钙、所述2'-脱氧-2'-氟尿苷的质量比为10：1.5-4：0.3-1.5：0.05-0.1：0.003-0.008。
8.一种锂电池，由正极、负极和介于正极与负极间的电解质构成，其特征在于：所述电解质采用权利要求4制备得到的固态电解质。
...【技术特征摘要】
1.一种柔性高分子聚合物的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：在氮气保护下，将质量比为2-5：1-3：4-10：0.01-0.03的聚四氢呋喃二醇、3-异丙基-二甲基苄基异氰酸酯、山梨醇和n，n-二甲基苄胺，在70-90℃条件下搅拌反应1-5h后，得到产物i；在产物i中加入总物料重量0.1-0.3％的n-甲基吡咯烷酮，搅拌反应1-3h后，得到产物ii；将产物ii的温度降低至50-60℃后加入总物料重量0.1-0.2％的氯仿，搅拌反应1-3h后，得到产物iii，将产物iii的温度升高至100-110℃后加入总物料重量0.1-0.3％的n-甲基吡咯烷酮，搅拌反应5-10h，得到产物iv；将产物iv的温度升高至115-125℃后加入总物料重量1-5％的pvdf-hfp，搅拌反应1-3h，得到柔性高分子聚合物。
2.一种柔性高分子聚合物，其特征在于：由权利要求1所述的制备方法制得。
3.权利要求2所述的柔性高分子聚合物在锂电池中的应用，其特征在于：所述柔高分子聚合物用于制备锂电池中的固态电解质。
4.如权利要...
【专利技术属性】
技术研发人员：何敏华，
申请(专利权)人：合山市华美新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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