[发明专利]一种碳酸亚乙烯酯及聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯基聚合物电解质及其制备方法

说明书

本发明公开了一种碳酸亚乙烯酯及聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯基聚合物电解质及其制备方法，所述电解质，其特征在于，锂盐分散在固态聚合物基体内，所述固态聚合物基体中锂盐的含量为5～50wt％；所述固态聚合物基体为聚碳酸亚乙烯酯与聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯共聚物、或者聚碳酸亚乙烯酯及聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯与骨架单体的共聚物。本发明的固态聚合物电解质制备简单，室温电导率高，可作为锂离子电池的电解质使用。

技术领域

本发明涉及电解质领域，具体涉及一种碳酸亚乙烯酯及聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯基聚合物电解质及其制备方法。

背景技术

大规模储能系统已经成为未来智能电网的重要组成部分，开发高效储能技术对于提高现有发电系统的利用效率、电力质量和促进可再生能源广泛应用具有重大社会与经济效益。储能技术中最具有工业化推广前景的技术之一是电化学储能技术，锂离子电池因其质量轻、比能量/比功率高、寿命长等特点被视为最具竞争力的电化学储能技术之一，而且在储能各环节中的应用也越来越广泛。但目前大规模商业化的锂离子二次电池普遍采用有机碳酸酯类的液态电解质，易泄露、易燃烧、易爆炸，限制了其进一步应用。

聚合物电解质电池具有安全性能好、能量密度高、工作温度区间广、循环寿命长等优点而得到了广泛的认可，是锂离子电池领域的研究热点。

到目前为止，锂离子电池常用的聚合物电解质主要包括：聚偏氟乙烯-六氟丙烯、聚丙烯腈、聚丙烯酰胺、聚甲基丙烯酸甲酯、聚氧乙烯、聚氧丙烯等。可是这些聚合物都有一定的缺点：聚偏氟乙烯-六氟丙烯、聚丙烯腈、聚丙烯酰胺、聚甲基丙烯酸甲酯常用来作为凝胶聚合物电解质，凝胶聚合物电解质具有较高的离子电导率，但由于采用了小分子增塑剂，同样会有燃烧爆炸的安全问题。聚氧乙烯、聚氧丙烯可以用来作为全固态聚合物电解质，然而，低的离子电导率限制了它们的应用。

发明内容

为解决上述现有技术中存在的问题，本发明提供一种高电导率的聚合物电解质及其制备方法。即，本发明提供一种碳酸亚乙烯酯及聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯基聚合物电解质，其特征在于，锂盐分散在固态聚合物基体内，所述固态聚合物基体中锂盐的含量为5～50wt％；

所述固态聚合物基体为聚碳酸亚乙烯酯与聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯共聚物、或者聚碳酸亚乙烯酯及聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯与骨架单体的共聚物。

其中，所述聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯分子量为200-20000。

此外，所述骨架单体为马来酸酐(MAH)、烯丙基-1,3-磺酸内酯(PST)、醋酸乙烯酯(VA)、丙烯腈(AN)、丙烯酰胺(AM)、氰基丙烯酸酯(ECA)、丙烯酸锂(LiMAA)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)、甲基丙烯酸酯衍生物中的至少一种。

此外，所述锂盐为高氯酸锂、六氟磷酸锂、二草酸硼酸锂、六氟砷酸锂、四氟硼酸锂、三氟甲基磺酸锂、双三氟甲基磺酰亚胺锂和双氟磺酰亚胺锂中的至少一种。

此外，在聚碳酸亚乙烯酯及聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯分别与骨架单体的共聚物中，碳酸亚乙烯酯及聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯结构单元在共聚物中的质量分数为10％-100％；在所述的碳酸亚乙烯酯与聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯共聚物中，碳酸亚乙烯酯与聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯的质量比为1:9-9:1。

此外，所述聚合物电解质还含有1～50wt％的无机填料及/或快离子导体，所述聚合物电解质优选含有1～20wt％的无机填料及/或快离子导体，更优选含有5～10wt％。