一种无氟聚合物电解质及其制备方法与应用技术

本发明专利技术公开了一种无氟聚合物电解质，所述无氟聚合物电解质由质量比为1：(0.1‑0.5)的两性离子聚氨酯和无氟锂盐构成；所述两性离子聚氨酯为线性两性离子聚氨酯、超支化两性离子聚氨酯或交联型两性离子聚氨酯；所述两性离子聚氨酯是采用两性离子单体、聚氨酯链段对应单体和柔性链段对应的单体在引发剂的引发下反应制得。与现有电解质相比，本发明专利技术的无氟聚合物电解质具有力学强度高、拉伸性优、粘附性好、室温离子电导率高及电化学窗口宽等优势。将该无氟聚合物电解质可同时作为电解质和粘结剂用于制备无氟电极，最终可实现锂离子电池的完全无氟化，得到的无氟锂电池具有优异的循环稳定性和安全性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于储能材料，具体涉及一种无氟聚合物电解质及其制备方法与应用。

技术介绍

1、随着锂电池在电动汽车、储能市场等领域的大规模应用，未来必将产生大量的废旧锂电池。这些废旧锂电池如果不妥善处理，其中的重金属、电解质中的含氟物质等将对环境造成严重的污染问题。因此，国家工信部以及欧盟相继出台相关政策法规，以规范电池的回收处理流程。然而，现阶段废旧电池的回收处理技术尚显粗犷，电解质中大量含氟物质极易释放到水体和土壤中，从而造成不可逆的环境污染(nat.energy 2023,8(10):1137-1144)。为此，开发高性能的无氟电解质具有重大意义，有望从源头解决氟污染问题，推动锂电池产业的绿色可持续发展。

2、当前，锂电池技术正向固态锂电池发展，这得益于固态锂电池在安全性和能量密度方面的显著优势(nature 2023,623(7988):739-744)。固态电解质，作为固态锂电池的核心组分，受到业界与科研人员的广泛关注与研究(science2023,381(6653):50-53)。固态电解质可分为无机固态电解质、固态聚合物电解质和复合固态本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种无氟聚合物电解质，其特征在于，由质量比为1：(0.1-0.5)的两性离子聚氨酯和无氟锂盐构成；

2.如权利要求1所述无氟聚合物电解质，其特征在于，所述无氟锂盐选自高氯酸锂、氯化锂、硫酸锂、硝酸锂、二草酸硼酸锂、四腈基硼酸锂或三氰基甲烷锂中的至少一种。

3.如权利要求1所述无氟聚合物电解质，其特征在于，所述两性离子单体选自N-甲基二乙醇胺、N-乙基二乙醇胺、3-[(3-丙烯酰胺基丙基)二甲基铵]丙酸盐、3-(甲基丙烯酰氨基)丙基二甲基(3-硫代丙基)氢氧化铵内盐、[2-(甲基丙烯酰基氧基)乙基]二甲基-(3-磺酸丙基)氢氧化铵、2-(甲基丙烯酰氧基)乙基-2...

【技术特征摘要】

1.一种无氟聚合物电解质，其特征在于，由质量比为1：(0.1-0.5)的两性离子聚氨酯和无氟锂盐构成；

2.如权利要求1所述无氟聚合物电解质，其特征在于，所述无氟锂盐选自高氯酸锂、氯化锂、硫酸锂、硝酸锂、二草酸硼酸锂、四腈基硼酸锂或三氰基甲烷锂中的至少一种。

3.如权利要求1所述无氟聚合物电解质，其特征在于，所述两性离子单体选自n-甲基二乙醇胺、n-乙基二乙醇胺、3-[(3-丙烯酰胺基丙基)二甲基铵]丙酸盐、3-(甲基丙烯酰氨基)丙基二甲基(3-硫代丙基)氢氧化铵内盐、[2-(甲基丙烯酰基氧基)乙基]二甲基-(3-磺酸丙基)氢氧化铵、2-(甲基丙烯酰氧基)乙基-2-(三甲基氨基)乙基磷酸酯或3-[[2-(甲基丙烯酰氧)乙基]二甲基铵]丙酸酯中的至少一种。

4.如权利要求1所述无氟聚合物电解质，其特征在于，所述聚氨酯链段对应单体选自甲苯二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、赖氨酸二异氰酸酯、3-[(3-丙烯酰胺基丙基)二甲基铵]丙酸盐或3-(甲基丙烯酰氨基)丙基二甲基(3-硫代丙基)氢氧化铵内盐中的至少一种。

5.如权利要求1所述无氟聚合物电解质，其特征在于，所述柔性链段对应的单体包括聚乙二醇、丙烯酸-2-甲氧乙基酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸异丁酯或2-丙烯酸-2-[[(丁基氨基)-羰基]氧代]乙酯等其中的一种或多种。

6.如权利要求1所述无氟聚合物电解质，其特征在于，所述引发剂为...

【专利技术属性】
技术研发人员：王师，黄镇东，缪羽齐，孙文晴，武彤，吴欣怡，赖文勇，
申请(专利权)人：南京邮电大学，
类型：发明
国别省市：