[发明专利]用于凝胶聚合物电解质的组合物和包括其的凝胶聚合物电解质及锂二次电池

说明书

本发明提供一种用于凝胶聚合物电解质的组合物，包括：由式1表示的低聚物；聚合引发剂；非水溶剂；和锂盐，并且还提供一种包括该组合物的凝胶聚合物电解质、和一种包括该凝胶聚合物电解质的锂二次电池。

技术领域

相关申请的交叉引用

本申请要求于2017年11月28日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2017-0160553号的权益，通过引用将上述专利申请的公开内容作为整体结合在此。

技术领域

本发明涉及一种用于可以改善电池的性能的凝胶聚合物电解质的组合物、和包括该凝胶聚合物电解质的锂二次电池，且更具体地，涉及一种用于具有改善的导电性和对电极的粘附性并且可以改善电池的性能的凝胶聚合物电解质的组合物、和包括该组合物的凝胶聚合物电解质、以及包括该凝胶聚合物电解质的锂二次电池。

背景技术

近来，对储能技术的兴趣日益增长。特别是，在储能技术的应用扩展到手机、摄像机、笔记本电脑、甚至电动汽车的同时，开发储能技术的研究和努力已经逐步实现。

电化学装置在储能技术领域最受关注，并且对这些电化学装置中的可充电二次电池产生了兴趣。

在目前使用的二次电池中，在20世纪90年代早期开发的锂二次电池受到关注，因为锂二次电池具有高的工作电压和非常高的能量密度。

在传统的二次电池中主要使用液态电解质，具体是其中盐溶解在非水有机溶剂中的液体电解质。

然而，液态电解质的缺点在于，不仅电极材料劣化和有机溶剂挥发的可能性很高，而且由于环境温度和电池本身温度的升高引起的燃烧导致安全性也很低。特别地，其限制在于，由于在充放电期间碳酸酯有机溶剂的分解和/或有机溶剂与电极之间的副反应，导致在电池中产生气体，因此，电池的厚度增加。因此，必然会导致电池的性能和安全性的下降。

一般来说，已知电池的安全性按液体电解质凝胶聚合物电解质固体聚合物电解质的顺序提高，但相反，电池性能按此顺序降低。目前，已知固体聚合物电解质由于电池性能差而尚未商业化。

相比之下，由于凝胶聚合物电解质具有优异的电化学安全性，因此不仅电池的厚度可以保持恒定，而且由于凝胶相的固有粘附性使得电极与电解质之间的接触也可以是优异的。作为制备其中使用凝胶聚合物电解质的二次电池的方法，已知以下两种方法。

第一种，将可聚合单体和聚合引发剂与其中盐溶解于非水有机溶剂中的液体电解质混合，以制备用于形成凝胶的组合物，将该组合物注入到包括其中卷绕或堆叠有正极、负极和隔板的电极组件的电池中，在适当的温度和时间条件下进行凝胶化(交联)以制备包含凝胶型聚合物电解质的电池。然而，该方法的缺点在于，在用于凝胶化(gelation)的加热过程中，润湿性(wetting)和安全性低。

作为另一种方法，存在这样的方法：其中，在将正极、负极和隔板的表面涂覆有用于凝胶聚合物电解质的组合物之后，通过利用热或紫外(UV)光进行凝胶化，然后通过将它们组合在一起并进一步将常规液体电解质注入其中来制备电池。

由于该方法进一步包括非水有机溶剂，因此在二次电池的性能以及热稳定性方面不令人满意。

此外，非水有机溶剂和凝胶聚合物具有不同的相(phase)，并且在电解质中发生分离现象，因此，锂离子可能无法均匀地位于凝胶聚合物电解质中，从而使导电性降低。

因此，需要开发一种可以改善二次电池的导电性和性能并且对电极具有优异的粘附性以保持安全性的凝胶聚合物电解质。

(专利文献0001)韩国待审公开专利申请第2015-0125928号

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