[发明专利]聚合物保护膜、金属锂负极、锂电池及车辆

说明书

本申请公开了一种聚合物保护膜、金属锂负极、锂电池及车辆，聚合物保护膜的结构式如下：本申请的聚合物保护膜中含氮聚合物链段，能够与金属锂持续缓慢反应，有利于形成稳定的SEI；乙氧基链段与金属锂有较强的作用，有利于降低聚合物和金属锂之间的界面阻抗，同时有利于促进锂离子传输并使锂离子分布均匀，减小浓差极化，防止锂枝晶的产生，进而提高电池的安全性能和循环性能。

技术领域

本发明一般涉及锂电池技术领域，具体涉及一种聚合物保护膜、金属锂负极、锂电池及车辆。

背景技术

随着智能电子设备、电动汽车和大型储能设备的广泛应用，迫切需要具有更高能量密度和循环寿命的锂二次电池。锂金属具有高的理论比容量(3860mAh/g)和低的电化学势(-3.040Vvs标准氢电极)，是下一代锂二次电池最理想的负极材料。

然而，锂金属会不可避免的与电解液发生反应形成固液界面(SEI)，SEI在循环过程中容易破裂，导致电解液、锂盐和活性锂的消耗，形成锂枝晶，进而缩短了电池的循环寿命和限制了金属锂负极的应用。

发明内容

鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，期望提供一种聚合物保护膜、金属锂负极、锂电池及车辆，该聚合物保护膜有利于形成稳定的SEI，降低聚合物与金属锂之间的阻抗，促进锂离子传输，抑制锂枝晶的形成，进而提高电池的安全性能和循环使用寿命。

第一方面，本发明提供一种聚合物保护膜，聚合物保护膜的结构式如下：

其中，R₁、R₃各自独立地选自取代基取代或未取代的其中，k₁、k₂、k₃、k₄、k₅、k₆、k₇、k₈各自独立地为1～50的整数，K、L各自独立的选自取代基取代或未取代的

R₂选自取代基取代或未取代的C₀-C₆的亚甲基、C₆-C₁₂的芳基、C₆-C₁₂的环烷基、其中，M、Q各自独立选自取代基取代或未取代的C₀-C₆的亚甲基、苯基、环己烷基；

m和x均表示乙氧基链段占所述聚合物的摩尔比，n和y表示含氮链段占所述聚合物的摩尔比，m和n各自独立地为0～1之间的任一小数，且m+n等于1.0；x和y各自独立地为0～1之间的任一小数，且x+y等于1.0；

z表示乙氧基结构单元的重复单元数，z为1～100的整数。

作为可选的方案，0.5≤m≤0.95，0.05≤n≤0.5；0.5≤x≤0.95，0.05≤y≤0.5。

作为可选的方案，0.7≤m≤0.9，0.1≤n≤0.3；0.7≤x≤0.9，0.1≤y≤0.3。

作为可选的方案，取代基选自卤素、羟基、胺基、羰基、氰基、C₁-C₆的烷氧基、C₁-C₆的烷基、C₆-C₁₂的芳基或C₆-C₁₂的环烷基。