[发明专利]锂二次电池聚合物材料及其制造方法

说明书

本发明涉及一种具有离子传导性和电子传导性两者的锂二次电池聚合物材料及其制造方法。所述聚合物材料包含聚噻吩类聚合物和导电聚合物的共混形式，并且所述聚合物材料可以通过包括以下步骤的制造方法形成：形成聚噻吩类聚合物；形成导电聚合物；以及热处理所述聚噻吩类聚合物和所述导电聚合物。

技术领域

本申请要求基于2017年9月28日提交的韩国专利申请号10-2017-0126604的优先权权益，其全部内容通过引用并入本文中。

本发明涉及锂二次电池用聚合物材料及其制备方法。

背景技术

锂二次电池用于从诸如智能手机、笔记本电脑、平板PC的小型电子装置到汽车电池的各种产业中。它们正朝着小型化、轻量化、高性能和高容量的技术方向发展。

锂二次电池包含负极、正极和电解质。锂二次电池的负极活性材料可以是锂、碳等，正极活性材料可以是过渡金属氧化物、金属硫属元素化合物、导电聚合物等，并且电解质可以是液体电解质、固体电解质、聚合物电解质等。

目前商业化的锂二次电池使用其中锂盐溶解在有机碳酸酯类溶剂中而得的液体电解质。然而，由于它具有由外部刺激或升温引起的泄漏、挥发和爆炸等安全性问题，因此，有必要研究固体聚合物电解质以解决这些问题。

根本上，基于这种固体聚合物电解质实现全固态电池体系是理想的，为此目的，迫切需要开发具有高离子传导率(10^-4S/cm，25℃)的固体聚合物电解质。自1970年代以来，尽管已经积极进行了对作为锂离子传导聚合物而已知的聚(氧化乙烯)(PEO)、其衍生物和复合物的研究以构建库，但是由于低离子传导率和高界面电阻的问题，仍然难以实现全固态电池体系。为了解决这些问题，如果已经开发了离子和电子传导性聚合物材料，并由此使这种材料作为固体电解质、电极粘合剂和导电材料起作用，则预期可以通过不仅降低界面电阻而且排除作为现有商业化体系的导电材料的导电碳的方法来制造电池。

[现有技术文献]

[专利文献]

(专利文献1)韩国专利公开号10-1743909(2017年5月31日)，“光伏效率和机械稳定性改善的用于全聚合物太阳能电池的导电聚合物(Photovoltaic efficiency andmechanical stability improved conducting polymer for all-polymer solarcells)”

(专利文献2)韩国专利公开号10-1748684号(2017年6月13日)，“使用由聚合物组成的活性层的全聚合物太阳能电池(All-polymer solar cells using active layerconsisted of polymers)”

[非专利文献]

(非专利文献1)Anna E.Javier、Shrayesh N.Patel、Daniel T.Hallinan Jr.、Venkat Srinivasan和Nitash P.Balsara，“嵌段共聚物中的电子和离子同时传导：在锂电池电极中的应用(Simultaneous Electronic and Ionic Conduction in a BlockCopolymer:Application in Lithium Battery Electrodes)”，《德国应用化学》(AngewChem Int Ed Engl.)2011年10月10日；50(42):9848-51。

发明内容

【技术问题】

因此，为了解决由于常规锂二次电池中使用的电解质引起的泄漏和爆炸的问题以及现有固体电解质的离子传导性低的问题，本发明采用了具有改善的离子传导性和电子传导性的锂二次电池用聚合物材料，其能够特别应用于全固态电池，特别是锂二次电池，结果，通过确认能够解决上述问题并由此能够改善锂二次电池的性能而完成了本发明。