[发明专利]一种电解质及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及锂离子电池技术领域，尤其涉及一种电解质及其制备方法和应用。本发明提供的电解质，按照质量份数计，包括以下组分：硅氧烷聚合物2～20重量份；添加剂5～20重量份；深共晶溶剂60～95重量份；所述硅氧烷聚合物的制备原料包括聚硅氧烷主链、交联剂和催化剂；所述交联剂包括接枝有聚(乙二醇)单甲醚的硅氧烷交联剂；所述聚硅氧烷主链的制备原料包括八甲基环四硅氧烷和四甲基二乙烯基硅氧烷；所述深共晶溶剂包括锂盐和氢键供体。所述电解质在室温下具有较好的倍率性能和在‑40～60℃的温度范围内具有良好的充放电循环性能，并且不可燃，降低了安全隐患。

技术领域

本发明涉及锂离子电池技术领域，尤其涉及一种电解质及其制备方法和应用。

背景技术

锂离子电池因具有超高的能量密度和耐受电压，为新能源的广泛存储与使用提供了新契机。随着电子产品的不断发展，锂离子电池也得到了迅速发展，但是也存在一些问题限制了锂离子电池在一些领域中的应用，比如，由于高倍率锂离子电池具有充电时间短等特点，广泛应用于手机、无人机等电子产品；低温锂离子电池在高寒，高海拔地区及国防、航空等领域需求巨大，锂离子电池在这些极端特殊领域的应用继续解决。商用电解液通常是一些碳酸酯类的有机溶剂，这些商用电解质不仅充电倍率小，还具有易燃的风险。因此，开发一种新型高倍率、耐低温且不易燃的聚合物电解质是一个重要的研究与应用方向。

例如，公开号为CN112886058A的中国专利公开了一种锂离子电池宽温电解液，包括锂盐、有机溶剂和添加剂，添加剂为碳酸酯改性的硅氧烷类和烯丙基三甲硅烷，添加剂的用量占电解液质量的0.05％～1％，能有效的改善锂离子电池的高低温循环性能，提高电池循环寿命。但是该方法在高温下易爆炸，仍具有一定的安全隐患。

发明内容

本发明的目的在于提供了一种电解质及其制备方法和应用，所述电解质在室温下具有较好的倍率性能和在低温下的充放电循环性能，并且不可燃，降低了安全隐患。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种电解质，按照质量份数计，包括以下组分：

硅氧烷聚合物 2～20重量份；

添加剂 5～20重量份；

深共晶溶剂 60～95重量份；

所述硅氧烷聚合物的制备原料包括聚硅氧烷主链、交联剂和催化剂；

所述交联剂包括接枝有聚(乙二醇)单甲醚的硅氧烷交联剂；

所述聚硅氧烷主链的制备原料包括八甲基环四硅氧烷和四甲基二乙烯基硅氧烷；

所述深共晶溶剂包括锂盐和氢键供体。

优选的，所述聚硅氧烷主链、交联剂和催化剂的质量比为1:(0.1～1)：(0.0001～0.0005)。

优选的，所述催化剂包括四(三苯基膦)铂、碘化铝、氯铂酸和硼酸中的一种或几种。

优选的，所述接枝有聚(乙二醇)单甲醚的硅氧烷交联剂包括接枝有三聚(乙二醇)单甲醚的硅氧烷交联剂、接枝有五聚(乙二醇)单甲醚的硅氧烷交联剂、接枝有七聚(乙二醇)单甲醚的硅氧烷交联剂、接枝有九聚(乙二醇)单甲醚的硅氧烷交联剂、接枝有十五聚(乙二醇)单甲醚的硅氧烷交联剂或接枝有二十聚(乙二醇)单甲醚的硅氧烷交联剂。

优选的，所述接枝有聚(乙二醇)单甲醚的硅氧烷交联剂的制备原料包括端烯丙基聚(乙二醇)单甲基醚、四(二甲基硅氧烷基)硅酸和第一催化剂；

所述端烯丙基聚(乙二醇)单甲基醚、四(二甲基甲硅氧烷基)硅酸和第一催化剂的质量比为1：(0.2～0.8)：(0.00001～0.0005)。