【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种聚离子液体电解质，尤其涉及一种极性电荷远离主链的聚离子液体电解质及其制备方法，以及在锂离子电池中的应用，属于锂电池。
技术介绍
1、能源的转化和储存就成为了关键的一环。锂离子电池以其高能量密度、高工作电压、长循环寿命、低自放电率、无记忆效应、可快速充放电和环境友好等优点得到广泛的应用。锂离子电池的电解液通常采用易挥发、不稳定的碳酸酯有机溶剂，在充放电过程中碳酸酯溶剂易在电极表面发生降解反应，降低了库伦效率，且形成的厚厚一层降解产物离子能力导电性较差、会增大界面阻抗，恶化电池的性能。
2、为了抑制界面副反应的发生，使用优异导li+材料作为界面修饰层，是一种提高电池的库伦效率和循环性能的有效方法。阳离子型聚离子液体具有耐高温、不燃烧、阳离子型聚合物骨架能够束缚阴离子加快锂离子的传递等优点，是一种优异的界面修饰材料。但是在目前聚离子液体电解质中，聚离子液体骨材料中含极性电荷的基团如咪唑类、吡咯类、吡啶类、哌啶类\季铵盐类等一般分布靠近聚合物主链，受到较强的极性电荷和杂环较大刚性的影响，聚合物链段刚性较强、链段蠕动困难、自由体积较小，导致这类聚合物电解质在室温离子电导率较低，通常在10-7s cm-1，无法满足实际使用的要求。例如，cn110396187a的专利技术专利申请一种新型咪唑类聚离子液体的制备方法，公开了一种聚咪唑型离子液体电解质的制备方法，其制备的聚离子液体电解质电荷与主链仅有两个碳分子的距离；在公开号cn108409964a的专利技术专利申请以离子液体为骨架的聚离子液体及其制备方法，其电荷在聚
技术实现思路
1、本专利技术的主要目的在于提供一种电荷远离主链的聚离子液体电解质及其制备方法，以克服现有技术中的不足。
2、本专利技术的另一目的还在于提供所述电荷远离主链的聚离子液体电解质的应用。
3、为实现前述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案包括：
4、本专利技术实施例提供了一种电荷远离主链的聚离子液体电解质，它的结构通式为：
5、
6、其中，带正电荷的离子液体单元通过柔性长链与聚合物主链相连，且该离子液体结构单元的正电荷远离聚合物主链，n为20～1000，x-包括氯离子、溴离子、碘离子、tfsi-、fsi-、 dfob-中的任意一种；所述柔性长链含有一个以上的极性基团。
7、本专利技术实施例还提供了一种电荷远离主链的聚离子液体电解质的制备方法，其包括：
8、使含n杂环化合物与含有卤原子的第一化合物反应，通过杂环化合物中的n元素与卤原子的配位，制得第一阳离子型离子液体；
9、使所述第一阳离子型离子液体与锂盐进行阴离子交换，制备第二阳离子型离子液体；
10、使所述第二阳离子型离子液体与含双键的单体通过官能团间的化学反应，制得含有第二阳离子型离子液体的单体；
11、对所述含有第二阳离子型离子液体的单体、锂盐、引发剂的第一混合体系进行光照处理或者加热处理，进行均相聚合反应，制得电荷远离主链的聚离子液体电解质；
12、或者，对包含所述含有第二阳离子型离子液体的单体、第二种单体、锂盐、引发剂的第二混合体系进行光照处理或者加热处理，进行共聚合反应，制得共聚物固态电解质，即电荷远离主链的聚离子液体电解质，所述第二种单体包括丙烯酸酯类单体和/或含双键的离子液体单体。
13、相应的，本专利技术实施例还提供了前述的电荷远离主链的聚离子液体电解质于制备电极表面修饰层中的应用。
14、进一步地，本专利技术实施例还提供了一种电极表面修饰层，其包括前述的电荷远离主链的聚离子液体电解质。
15、与现有其它文献和专利报道的聚离子液体电解质相比，本专利技术的优点在于：
16、本专利技术通过活性官能团之间的化学反应，将含有极性电荷的离子液体引入到含有可聚合官能团的聚合物单体上，再通过单体均聚或与其他单体共聚制备得到了一类离子液体极性电荷远离主链的聚离子液体均聚物/共聚物固态电解质，该类固态电解质中由于极性电荷远离主链、减弱了极性电荷和杂环刚性较大等因素对聚合物分子链蠕动的影响，促进锂离子的传输，极大地增加了聚离子液体的自由体积、锂离子通过聚合物链段运动的迁移变得更容易，因此显著地提高了聚离子液体电解质的室温离子电导率。并且，本专利技术的聚离子液体电解质可用于电极表面修饰层抑制界面副反应，同时具有较高的锂离子传导能力。
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1.一种电荷远离主链的聚离子液体电解质，其特征在于，它的结构通式为：
2.根据权利要求1所述的电荷远离主链的聚离子液体电解质，其特征在于：所述电荷远离主链的聚离子液体电解质的数均分子量为1000～200000，优选为1000～50000；
3.一种电荷远离主链的聚离子液体电解质的制备方法，其特征在于，包括：
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：所述含N杂环化合物包括咪唑类化合物、吡啶类化合物、吡咯类化合物、哌啶类化合物、季铵盐类化合物中的任意一种或两种以上的组合；和/或，所述第一化合物含有的活性官能团包括羧基、羟基、环氧基、胺基、巯基、炔基、硅氢基、亚胺基、酰亚胺中的至少任一种，优选的，所述第一化合物包括3-氯丙胺盐酸盐。
5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，包括：将含N杂环化合物、含有卤原子的第一化合物在第一溶剂中混合，并于50～80℃加热搅拌24～48h，反应制得制得第一阳离子型离子液体；
6.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，包括：将锂盐溶解于水中，并加入第一阳离子型离子液体的水溶液，2
7.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，包括：将所述第二阳离子型离子液体溶解于第二溶剂中，升温至50～80℃，并加入含双键的单体与第二溶剂的混合溶液，于50～80℃反应24～48h，制得含有第二阳离子型离子液体的单体；
8.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：当采用光照处理进行均相聚合反应或共聚合反应时，所述光照处理的波长为200～400nm，光照时间为2～10min；和/或，当采用加热处理进行均相聚合反应或共聚合反应时，所述均相聚合反应或共聚合反应的温度为40～80℃，时间为6～12h；
9.权利要求1或2所述的电荷远离主链的聚离子液体电解质于制备电极表面修饰层中的应用。
10.一种电极表面修饰层，其特征在于包括权利要求1或2所述的电荷远离主链的聚离子液体电解质。
...【技术特征摘要】
1.一种电荷远离主链的聚离子液体电解质，其特征在于，它的结构通式为：
2.根据权利要求1所述的电荷远离主链的聚离子液体电解质，其特征在于：所述电荷远离主链的聚离子液体电解质的数均分子量为1000～200000，优选为1000～50000；
3.一种电荷远离主链的聚离子液体电解质的制备方法，其特征在于，包括：
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：所述含n杂环化合物包括咪唑类化合物、吡啶类化合物、吡咯类化合物、哌啶类化合物、季铵盐类化合物中的任意一种或两种以上的组合；和/或，所述第一化合物含有的活性官能团包括羧基、羟基、环氧基、胺基、巯基、炔基、硅氢基、亚胺基、酰亚胺中的至少任一种，优选的，所述第一化合物包括3-氯丙胺盐酸盐。
5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，包括：将含n杂环化合物、含有卤原子的第一化合物在第一溶剂中混合，并于50～80℃加热搅拌24～48h，反应制得制得第一阳离子型离子液体；
6.根据权利...
【专利技术属性】
技术研发人员：许晶晶，吴晓东，
申请(专利权)人：中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所，
类型：发明
国别省市：
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