【技术实现步骤摘要】
本申请涉及电池领域，具体地，涉及聚合物及制备方法、凝胶聚合物电解质、电池、用电装置。
技术介绍
1、近年来，随着二次电池的应用范围越来越广泛，二次电池广泛应用于水力、火力、风力和太阳能电站等储能电源系统，以及电动工具、电动自行车、电动摩托车、电动汽车、军事装备、航空航天等多个领域。然而，随着二次电池的应用范围越来越广泛，对二次电池的倍率性能也提出了严峻挑战。目前锂离子电池在工业化生产及应用层面仍然有较多问题有待解决。
技术实现思路
1、在本申请的第一方面，本申请提出了一种聚合物，所述聚合物的通式如式(1)所示：
2、
3、其中，r1包括取代或未取代的c1-c4的烷基，r2和r3分别独立地包括碳原子数小于或等于3的烷基和/或烷氧基，所述n值为200-1000。由此，当金属活性离子迁移时，砜基结构可以作为金属活性离子迁移过程中的过渡位点，提高迁移效率，进而使得含有该聚合物的凝胶聚合物电解质具有较高的离子电导率。
4、根据本申请的实施例，相邻砜基之间间隔的碳原子数小于或等于4。由此，相邻砜基之间距离较近，金属活性离子迁移效率较高，可以提高含有该聚合物的凝胶聚合物电解质中金属活性离子的迁移速率。
5、根据本申请的实施例，所述相邻砜基之间间隔的碳原子数为1或2。由此，相邻砜基之间距离较近，金属活性离子在相邻砜基之间的迁移效率较高。
6、根据本申请的实施例，所述聚合物中砜基的含量为20％-80％。由此，聚合物中的砜基含量较高，可以提供
7、根据本申请的实施例，所述聚合物中砜基的含量为60％-80％。由此，聚合物中的砜基含量较高，可以提供较多的可供金属离子迁移的过渡位点。
8、根据本申请的实施例，所述烷氧基的碳原子与砜基上的硫原子相连。由此，可以提高含有该聚合物的凝胶聚合物电解质的抗氧化性。
9、根据本申请的实施例，所述烷氧基的氧原子与相邻的砜基的硫原子之间间隔的碳原子数小于或等于4。由此，烷氧基之间的氧原子可以作为金属活性离子在相邻的砜基基团之间传递时的过渡位点，可以进一步提高含有该聚合物的凝胶聚合物电解质中金属活性离子的迁移速率。
10、根据本申请的实施例，所述烷氧基的氧原子与相邻的砜基的硫原子之间间隔的碳原子数为1或2。由此，烷氧基之间的氧原子与砜基之间距离较近，金属活性离子在烷氧基氧原子与砜基之间的迁移效率较高。
11、根据本申请的实施例，所述聚合物包括以下至少一种：
12、
13、
14、
15、
16、由此，可以进一步提高含有该聚合物的凝胶聚合物电解质的离子电导率。
17、根据本申请的实施例，所述聚合物的数均分子量为40000-80000。由此，聚合物对于电解液的束液能力较好，可以提高含有该聚合物的凝胶聚合物电解质的离子电导率和含液量。
18、根据本申请的实施例，所述聚合物的数均分子量为55000-65000。由此，聚合物对于电解液的束液能力较好。
19、根据本申请的实施例，所述聚合物的聚合物分散性指数为1.5-2.5。由此，聚合物的分子量均一性较高，内部结构一致性较高，金属活性离子在相邻砜基之间的传递效率较高。
20、根据本申请的实施例，所述聚合物的聚合物分散性指数为1.7-2.2。由此，金属活性离子在相邻砜基之间的传递效率较高，
21、在本申请的第二方面，本申请提出了一种制备聚合物的方法，包括：将单体和引发剂加入溶剂中，并进行加热处理，以获得所述聚合物，其中，所述单体包括含有不饱和键的砜基取代的烷烃，所述烷烃包括取代或未取代的c1-c4的烷烃，所述不饱和键包括双键和三键中的至少一种。由此，可以通过较为简单的合成方法获得可有效提高凝胶聚合物电解质离子电导率的聚合物。
22、根据本申请的实施例，所述烷烃包括至少两个砜基，相邻砜基取代基之间间隔的碳原子数小于或等于4。由此，可以提高所获得的聚合物的砜基含量。
23、根据本申请的实施例，所述烷烃进一步包括醚键，醚键的氧原子与相邻的砜基的硫原子之间间隔的碳原子数小于或等于4。由此，可以进一步提高含有所获得聚合物的凝胶聚合物电解质的离子电导率。
24、根据本申请的实施例，所述引发剂包括偶氮二异庚腈、2,2”-氮杂双(2-咪唑啉)二盐酸盐、2,2'-偶氮二异丁基脒二盐酸盐、过氧化苯甲酰、过氧化苯甲酰叔丁酯、过氧化甲乙酮中的至少一种。由此，可以提高聚合物的产率。
25、在本申请的第三方面，本申请提出了一种凝胶聚合物电解质，包括聚合物基体，所述聚合物基体包括前述的聚合物；和/或采用前述的方法制备得到的聚合物。由此，该凝胶聚合物电解质具有前述聚合物和前述方法的全部特征及优点，在此不再赘述。
26、根据本申请的实施例，所述电解液包括增塑剂和金属盐，所述增塑剂包括砜类增塑剂。由此，可以提高凝胶聚合物电解质的离子电导率。
27、根据本申请的实施例，所述砜类增塑剂包括环丁砜、二甲基砜、乙基甲基砜、乙基异丙基砜、3-甲基环砜中的至少一种。由此，可以进一步提高凝胶聚合物电解质的离子电导率。
28、根据本申请的实施例，所述砜类增塑剂包括环丁砜。由此，可以进一步提高凝胶聚合物电解质的离子电导率。
29、根据本申请的实施例，所述凝胶聚合物电解质中所述聚合物基体的质量分数为10％-80％。由此，可以提高凝胶聚合物电解质的机械强度。
30、根据本申请的实施例，所述凝胶聚合物电解质中所述增塑剂的质量分数为20％-60％。由此，可以提高凝胶聚合物电解质的离子电导率，降低成本。
31、根据本申请的实施例，所述凝胶聚合物电解质中所述金属盐的质量分数为5％-30％。由此，可以降低凝胶聚合物电解质的成本。
32、在本申请的第四方面，本申请提出了一种电池，包括前述的凝胶聚合物电解质。由此，该电池具有前述凝胶聚合物电解质的全部特征及优点，该电池具有较优的倍率性能和低温循环性能。
33、在本申请的第五方面，本申请提出了一种用电装置，包括前述的凝胶聚合物电解质，和/或，前述的电池。由此，该用电装置具有前述凝胶聚合物电解质和电池的全部特征及优点，在此不再赘述。
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1.一种聚合物，其特征在于，所述聚合物的通式如式(1)所示：
2.根据权利要求1所述的聚合物，其特征在于，相邻砜基之间间隔的碳原子数小于或等于4，可选地，所述相邻砜基之间间隔的碳原子数为1或2。
3.根据权利要求1所述的聚合物，其特征在于，所述聚合物中砜基的含量为20％-80％，可选地，所述聚合物中砜基的含量为60％-80％。
4.根据权利要求1-3任一项所述的聚合物，其特征在于，所述烷氧基的碳原子与砜基上的硫原子相连。
5.根据权利要求1-4任一项所述的聚合物，其特征在于，所述烷氧基的氧原子与相邻的砜基的硫原子之间间隔的碳原子数小于或等于4，可选地，所述烷氧基的氧原子与相邻的砜基的硫原子之间间隔的碳原子数为1或2。
6.根据权利要求1所述的聚合物，其特征在于，所述聚合物包括以下至少一种：
7.根据权利要求1-6任一项所述的聚合物，其特征在于，所述聚合物的数均分子量为40000-80000，可选地，所述聚合物的数均分子量为55000-65000。
8.根据权利要求1-7任一项所述的聚合物，其特征在
9.一种制备聚合物的方法，其特征在于，包括：
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述烷烃包括至少两个砜基，相邻砜基取代基之间间隔的碳原子数小于或等于4。
11.根据权利要求9或10所述的方法，其特征在于，所述烷烃进一步包括醚键，醚键的氧原子与相邻的砜基的硫原子之间间隔的碳原子数小于或等于4。
12.根据权利要求9-11任一项所述的方法，其特征在于，所述引发剂包括偶氮二异庚腈、2,2”-氮杂双(2-咪唑啉)二盐酸盐、2,2'-偶氮二异丁基脒二盐酸盐、过氧化苯甲酰、过氧化苯甲酰叔丁酯、过氧化甲乙酮中的至少一种。
13.一种凝胶聚合物电解质，其特征在于，包括聚合物基体和电解液，所述聚合物基体包括权利要求1-8任一项所述的聚合物；和/或采用权利要求9-12任一项所述的方法制备得到的聚合物。
14.根据权利要求13所述的凝胶聚合物电解质，其特征在于，所述电解液包括增塑剂和金属盐，所述增塑剂包括砜类增塑剂。
15.根据权利要求14所述的凝胶聚合物电解质，其特征在于，所述砜类增塑剂包括环丁砜、二甲基砜、乙基甲基砜、乙基异丙基砜、3-甲基环砜中的至少一种；优选地，所述砜类增塑剂包括环丁砜。
16.根据权利要求14或15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中所述聚合物基体的质量分数为10％-80％。
17.根据权利要求14-16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中所述增塑剂的质量分数为20％-60％。
18.根据权利要求14-16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中所述金属盐的质量分数为5％-30％。
19.一种电池，其特征在于，包括权利要求13-18任一项所述的凝胶聚合物电解质。
20.一种用电装置，其特征在于，包括权利要求13-18任一项所述的凝胶聚合物电解质，和/或，权利要求19所述的电池。
...【技术特征摘要】
1.一种聚合物，其特征在于，所述聚合物的通式如式(1)所示：
2.根据权利要求1所述的聚合物，其特征在于，相邻砜基之间间隔的碳原子数小于或等于4，可选地，所述相邻砜基之间间隔的碳原子数为1或2。
3.根据权利要求1所述的聚合物，其特征在于，所述聚合物中砜基的含量为20％-80％，可选地，所述聚合物中砜基的含量为60％-80％。
4.根据权利要求1-3任一项所述的聚合物，其特征在于，所述烷氧基的碳原子与砜基上的硫原子相连。
5.根据权利要求1-4任一项所述的聚合物，其特征在于，所述烷氧基的氧原子与相邻的砜基的硫原子之间间隔的碳原子数小于或等于4，可选地，所述烷氧基的氧原子与相邻的砜基的硫原子之间间隔的碳原子数为1或2。
6.根据权利要求1所述的聚合物，其特征在于，所述聚合物包括以下至少一种：
7.根据权利要求1-6任一项所述的聚合物，其特征在于，所述聚合物的数均分子量为40000-80000，可选地，所述聚合物的数均分子量为55000-65000。
8.根据权利要求1-7任一项所述的聚合物，其特征在于，所述聚合物的聚合物分散性指数为1.5-2.5，可选地，所述聚合物的聚合物分散性指数为1.7-2.2。
9.一种制备聚合物的方法，其特征在于，包括：
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述烷烃包括至少两个砜基，相邻砜基取代基之间间隔的碳原子数小于或等于4。
11.根据权利要求9或10所述的方法，其特征在于，所述烷烃进一步包括醚键，醚键的氧原子与相邻的砜基的硫原子之间间隔的碳...
【专利技术属性】
技术研发人员：张儒鹏，王瀚森，刘成勇，万攀，薛文文，黄圣源，
申请(专利权)人：宁德时代新能源科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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