[发明专利]导电磺酰胺聚合物、它们在电池组中的用途及其制造方法

说明书

式(I)的聚合物，其中在所述聚合物中的0％至100％的重复单元中氮原子与锂原子配位，且各个重复单元中的各R¹独立地代表二价基团，其中所述二价基团互相独立地为亚烷基、亚芳基或‑CH₂‑CH₂‑(O‑CH₂‑CH₂)_m‑，其中m是1或更大的整数，并且其中所述亚烷基、亚芳基和‑CH₂‑CH₂‑(O‑CH₂‑CH₂)_m‑任选被一个或多个卤素原子取代。本发明的聚合物可用作电池组电解质。

对相关申请的交叉引用

本申请依据35 U.S.C.§119(e)要求2020年12月16日提交的美国临时申请序号No.63/126,369的权益。以上所有文献整体经此引用并入本文。

发明领域

本发明涉及包含锂化和/或非锂化(lithiated and/or non-lithiated)改性磺酰胺重复单元的聚合物及其作为电池组电解质(battery electrolyte)的用途。

发明背景

基于聚(环氧乙烷)(PEO)的材料被广泛认为是高能量密度锂二次电池(highenergy density secondary lithium batteries)的固态电解质中的聚合物基质(polymerhost)的有希望的候选物。它们具有几个特定优点，如高安全性、易于制造、低成本、高能量密度、良好的电化学稳定性以及与锂盐的优异相容性。但是，典型的线性PEO不符合生产要求，因为亚乙基氧(ethylene oxide，EO)链的高结晶度导致其离子电导率(ionicconductivity)不足，这可能由于刚性结构而限制离子跃迁，尤其是在低温下。科学家已经探索了降低结晶度并因此改进PEO基电解质的离子电导率的不同方法，包括共混、改性和制造PEO衍生物。

发明概述

根据本发明，提供了：

1.式(I)的聚合物：

其中：

在所述聚合物中的0％至100％的重复单元中氮原子与锂原子配位(coordinatedwith)，和

各个重复单元中的各R¹独立地代表二价基团，其中所述二价基团互相独立地为亚烷基、亚芳基或-CH₂-CH₂-(O-CH₂-CH₂)_m-，其中：

m是1或更大的整数，和

所述亚烷基、亚芳基和-CH₂-CH₂-(O-CH₂-CH₂)_m-任选被一个或多个卤素原子取代。

2.项目1的聚合物，其中在所述聚合物中的0％，优选至少大约50％，更优选至少大约60％，再更优选至少大约70％，再更优选至少大约80％，再更优选至少大约90％，最优选大约100％的重复单元中氮原子与锂原子配位。

3.项目1或2的聚合物，其中所述亚烷基是线性亚烷基。

4.项目1至3任一项的聚合物，其中所述亚烷基是C₃-C₁₂亚烷基，优选C₃-C₆亚烷基，最优选亚丁基(C₄)。

5.项目1至4任一项的聚合物，其中所述亚芳基的各个环包含5或6个环原子。