[发明专利]适用于锂二次电池的紫外聚合的碳酸甘油酯丙烯酸酯基聚合物电解质及其制备方法

说明书

本发明公开了一种适用于锂二次电池的紫外聚合的碳酸甘油酯丙烯酸酯基聚合物电解质及其制备方法，主要包括锂盐和固态聚合物基体，其特征在于，所述锂盐分散在固态聚合物基体内，其中锂盐的含量为5～50wt％。所述固态聚合物基体为碳酸甘油酯丙烯酸酯、聚乙二醇丙烯酸酯与调节单体的共聚物。本发明的固态聚合物电解质制备简单，室温电导率高，具有良好的柔韧性，氧化分解电位4.8V，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，具体涉及一种适用于锂二次电池的紫外聚合的碳酸甘油酯(甲基)丙烯酸酯基聚合物电解质及其制备方法。

背景技术

锂离子电池具有能量密度高、输出功率大、电压高、自放电小、工作温度范围宽、无记忆效应和环境友好等优点，已应用于电动车、轨道交通、大规模储能和航空航天等领域。目前，商业化的锂离子电池采用有机碳酸酯类液体电解质，在长期服役过程中，有机液体电解质会出现挥发、干涸、泄露等现象，影响电池寿命健全性。固态电解质由于不泄露、易封装及工作温度范围宽等具有更高的安全性及易操作性。因此，固态电解质为高安全性金属锂电池的使用带来了曙光。

聚氧乙烯、聚氧丙烯是常用的全固态聚合物电解质，然而，由于其结晶性质造成了低的室温离子电导率，限制了它们的应用，而有机碳酸酯电解液具有良好的锂盐解离及锂离子传递作用，不足之处在于其存在安全性的隐患。

发明内容

为解决上述现有技术中存在的问题，本发明适用于锂二次电池的紫外聚合的碳酸甘油酯(甲基)丙烯酸酯基聚合物电解质。

本发明的适用于锂二次电池的紫外聚合的碳酸甘油酯(甲基)丙烯酸酯基聚合物电解质，主要包括锂盐和固态聚合物基体，锂盐分散在聚合物基体内，其中锂盐的含量为5～50wt％。

其中，所述固态聚合物基体为碳酸甘油酯(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯和调节单体的共聚物；

所述聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯分子量为200-2000。

此外，所述调节单体为丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸丁酯中的至少一种。

此外，所述碳酸甘油酯(甲基)丙烯酸酯由(甲基)丙烯酸及其衍生物与碳酸甘油酯通过酯化反应制得；

所述(甲基)丙烯酸及其衍生物具有以下结构通式：

甲基丙烯酸及其衍生物

其中，Y为-OH，-F,-Cl,-Br,-I，-OCOR或-OR，R为C1-C4烷基；

丙烯酸及其衍生物

其中，X为-OH，-F,-Cl,-Br,-I，-OCOR或-OR，R为C1-C4烷基。

此外，所述调节单体质量占比为单体总量的0％-50％；

所述碳酸甘油酯(甲基)丙烯酸酯与聚乙二醇(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，所述碳酸甘油酯(甲基)丙烯酸酯基聚合物电解质还包括1～50wt％的无机填料和/或快离子导体。

此外，所述无机填料为二氧化硅、二氧化钛、三氧化二铝、氧化锆、氧化镍、氮化硅、氢氧化镁、硅藻土、蒙脱土和高岭土中的至少一种；