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一种聚碳酸乙烯酯基聚合物固态电解质的制备方法和应用技术

技术编号:43475226 阅读:36 留言:0更新日期:2024-11-27 13:15
本发明专利技术涉及锂离子和钠离子电池用聚合物固态电解质领域,特别是一种聚碳酸乙烯酯基聚合物固态电解质的制备方法和应用,属于能量转化和存储领域。该聚合物固态电解质聚合前包括碳酸乙烯酯、异氰酸酯、导电盐、链状碳酸酯增塑剂,并添加引发剂或催化剂,形成液态混合物作为聚合物固态电解质前驱体溶液,静置时进行聚合反应过程,获得聚碳酸乙烯酯基聚合物(准)固态电解质。该聚合物固态电解质不仅实现了高电压(≥5.4V vs.Li<supgt;+</supgt;/Li)耐受性能够匹配高电压正极长时间稳定工作,而且具有很强的阳离子传输能力,能够在‑20~60℃的宽温度范围长时间稳定的运行。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及锂离子和钠离子电池用聚合物固态电解质领域,特别是一种聚碳酸乙烯酯基聚合物固态电解质的制备方法和应用,属于能量转化和存储领域。


技术介绍

1、随着电动汽车和绿色能源的快速发展,对高安全性、高能量密度电池的迫切需求日益增加。使用高容量或高压正极材料是实现高能量密度的首要考虑因素。但商用电池通常采用的有机电解液,如:碳酸乙烯酯、碳酸二甲酯、1,3二氧戊环、乙二醇二甲醚等,普遍存在易挥发、易燃等安全性缺陷,同时电化学稳定性差,和高电压正极匹配时容易被氧化分解,以及只能在室温的环境下工作等问题,严重制约了储能电池的进一步发展。固体电解质因具有不可燃和不漏液特性可以解决储能电池安全性问题。在固体电解质的类别中,无机固体电解质的离子电导率通常高于其他类型的固体电解质,但陶瓷的加工温度高,与电极接触不足,以及脆性断裂特性限制了其在大型电池中的应用。相比之下,聚合物固态电解质由于其良好的可加工性、良好的环境稳定性和较低的成本而受到研究人员的青睐。同时聚合物电解质可以采用先进的原位聚合工艺制备,该制备过程消除了传统非原位聚合工艺聚合物溶解、薄膜干燥和电解质膨胀等本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种聚碳酸乙烯酯基聚合物固态电解质的制备方法,其特征在于,该聚合物固态电解质由前驱体溶液直接聚合制备,或者该聚合物固态电解质由前驱体溶液在电池内部原位聚合制备,聚合前包括碳酸乙烯酯、异氰酸酯、导电盐、链状碳酸酯增塑剂,并添加引发剂或催化剂,形成液态混合物作为聚合物固态电解质前驱体溶液;静置时进行聚合反应过程,获得聚碳酸乙烯酯基聚合物固态电解质。

2.按照权利要求1所述的聚碳酸乙烯酯基聚合物固态电解质的制备方法,其特征在于,异氰酸酯的添加量为碳酸乙烯酯摩尔数的0.04~1,导电盐的浓度为0.5mol/L~5mol/L,增塑剂的添加量为碳酸乙烯酯摩尔数的0.2~1.5,引发剂...

【技术特征摘要】

1.一种聚碳酸乙烯酯基聚合物固态电解质的制备方法,其特征在于,该聚合物固态电解质由前驱体溶液直接聚合制备,或者该聚合物固态电解质由前驱体溶液在电池内部原位聚合制备,聚合前包括碳酸乙烯酯、异氰酸酯、导电盐、链状碳酸酯增塑剂,并添加引发剂或催化剂,形成液态混合物作为聚合物固态电解质前驱体溶液;静置时进行聚合反应过程,获得聚碳酸乙烯酯基聚合物固态电解质。

2.按照权利要求1所述的聚碳酸乙烯酯基聚合物固态电解质的制备方法,其特征在于,异氰酸酯的添加量为碳酸乙烯酯摩尔数的0.04~1,导电盐的浓度为0.5mol/l~5mol/l,增塑剂的添加量为碳酸乙烯酯摩尔数的0.2~1.5,引发剂或催化剂的添加量为0.1mmol/l~1mol/l。

3.按照权利要求1所述的聚碳酸乙烯酯基聚合物固态电解质的制备方法,其特征在于,碳酸乙烯酯的结构如下:

4.按照权利要求1所述的聚碳酸乙烯酯基聚合物固态电解质的制备方法,其特征在于,异氰酸酯为以下中的一种或两种以上:甲苯-2,4-二异氰酸酯、甲苯-2,5-二异氰酸酯、甲苯-2,6-二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、对苯二异氰酸酯、1,3-苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、间苯二甲基二异氰酸酯、l-赖氨酸二异氰酸酯、环己烷-1,4-二异氰酸酯、三甲基己二异氰酸酯、二环己甲烷4,4'-二异氰酸酯、2,2'-亚甲基二苯基二异氰酸酯、4,4'-亚甲基双(异氰酸苯酯)、三苯基甲烷三异氰酸酯、硫代磷酸三苯基异氰酸酯。

5.按照权利要求1所述的聚碳酸乙烯酯基聚合物固态电解质的制备方法,其特征在于,导电盐为以下一种或两种以上:六氟磷酸锂(lipf6)、双三氟甲基磺酰亚胺锂(litfsi)、双氟磺酰亚胺锂(lifsi)、二氟草酸硼酸锂(lidfob)、四氟硼酸锂(libf4)、六氟磷酸钠(napf6)、四氟硼酸钠(nabf4)、二氟草酸硼酸钠(nadfob)、双三氟甲基磺酰亚胺钠(natfsi)。

6.按照权利要求1所述的聚碳酸乙...

【专利技术属性】
技术研发人员:李娜颜嘉威
申请(专利权)人:东北大学
类型:发明
国别省市:

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