[发明专利]一种多臂星型嵌段聚合物基电解质及其制备方法

权利要求书

1.一种全固态多臂星形嵌段聚合物电解质，其特征在于：所述的聚合物电解质是由多臂星形嵌段聚合物基体与锂盐组成，不包含任何易燃及可挥发性溶剂。

2.根据权利要求1所述的多臂星形嵌段聚合物电解质，其特征在于：所述多臂星形嵌段聚合物电解质采用溶液浇注法制备，包括以下步骤，

1)、将锂盐于80℃真空烘箱中干燥24小时；

2)、称取一定量的锂盐和多臂星形嵌段聚合物溶于溶剂中，强烈搅拌至形成均匀溶液；

3)、将上述溶液倒入聚四氟乙烯模具中，室温挥发除去大部分溶剂后，80℃真空干燥24小时，得到固体聚合物电解质。

3.根据权利要求1～2任一项所述的多臂星形嵌段聚合物电解质，其特征在于：所述锂盐为高氯酸锂、六氟磷酸锂、六氟砷酸锂、四氟硼酸锂、二草酸硼酸锂、二氟草酸硼酸锂、三氟甲基磺酸锂和双三氟甲基磺酰亚胺锂中的一种。所述锂盐用量为聚合物基体质量的5～100％。

4.根据权利要求1～3任一项所述的多臂星形嵌段聚合物电解质，其特征在于：所述溶剂为二甲基亚砜、四氢呋喃、丙酮、乙腈中的一种。所述溶剂用量为聚合物基体质量的2～15倍。

5.根据权利要求1～4任一项所述的多臂星形嵌段聚合物电解质，其特征在于：所述的聚合物基体为多臂星形嵌段聚合物，该多臂星形嵌段聚合物采用先核后臂的方法制备。所述多臂星形嵌段聚合物具有式(1)的结构，

式(1)

该星形聚合物的核和臂之间通过化学键连接，其中所述核是超支化聚苯乙烯及其共聚物、超支化聚丙烯酸酯及其共聚物，所述臂为刚性链段和含柔性PEO侧链的聚甲氧基聚乙二醇丙烯酸酯链段组成的嵌段共聚物；R为苯基、取代苯基、吡啶基、取代吡啶基、苄酯基、环烷酯基，优选为苯基；R₁为-H或-CH₃，m为1～100的聚合度，优选为40～70，n为1～200的聚合度，优选20～150；y为1～100的聚合度，优选4～30；z为1～100臂数，优选20～50。

6.根据权利要求1～5任一项所述的多臂星形嵌段聚合物，其特征在于：所述星形聚合物核由乙烯基卤代化合物与共聚单体通过原子转移自由基-自缩合乙烯基聚合(ATR-SCVP)得到，其中乙烯基卤代化合物选自对氯甲基苯乙烯、间氯甲基苯乙烯、对溴甲基苯乙烯、间溴甲基苯乙烯、2-(2-溴代丙酰氧基)丙烯酸乙酯、2-(2-溴代异丁酰氧基)丙烯酸乙酯，优选对氯甲基苯乙烯、对溴甲基苯乙烯；共聚单体选自苯乙烯及其衍生物、丙烯酸酯及其衍生物，优选为苯乙烯，甲基丙烯酸甲酯。其中乙烯基卤代化合物的摩尔含量为10％～100％，优选为50％。

7.根据权利要求1～6任一项所述的多臂星形嵌段聚合物，其特征在于：所述多臂星形嵌段聚合物以超支化聚苯乙烯及其共聚物、超支化聚丙烯酸酯及其共聚物为核，连续引发苯乙烯及其衍生物、乙烯基吡啶及其衍生物、丙烯酸苄酯或丙烯酸环烷酯与甲氧基聚乙二醇丙烯酸酯的原子转移自由基聚合(ATRP)。

8.根据权利要求1～7任一项所述的多臂星形嵌段共聚物，其特征在于：星形共聚物中聚氧乙烯(PEO)结构的质量含量为3～90％。

9.根据权利要求6～8的方法，其中所述的多臂星形嵌段共聚物通过如下步骤制备：

1)分别以卤化亚铜和多齿含氮化合物作为催化剂和配体，催化乙烯基卤代化合物与共聚单体的ATR-SCVP，得到超支化聚合物，作为多臂星形嵌段共聚物的核；

2)以步骤1)制备得到的超支化聚合物为引发剂，分别以卤化亚铜和多齿含氮化合物作为催化剂和配体，催化苯乙烯及其衍生物、乙烯基吡啶及其衍生物、丙烯酸苄酯或丙烯酸环烷酯的ATRP，得到多臂星型聚合物；

3)以步骤2)制备得到的多臂星形聚合物为引发剂，分别以卤化亚铜和多齿含氮化合物作为催化剂和配体，催化甲氧基聚乙二醇丙烯酸酯的ATRP，得到所述多臂星形嵌段共聚物。

其中，卤化亚铜选自氯化亚铜和溴化亚铜，优选为氯化亚铜；多齿含氮化合物选自2，2’-联吡啶、4，4’二庚基-2，2’-联吡啶、五甲基二乙撑三胺、六次甲基四胺、四甲基乙二胺、三(2-吡啶甲基)胺、三(2-二甲氨乙基)胺中的至少一种，优选为2，2’-联吡啶和五甲基二乙撑三胺。