[发明专利]高能量密度锂金属聚合物电池

摘要

本发明涉及一种锂金属聚合物(LMP)电池，其具有高能量密度并且包括正极，该正极含有高电位正极活性材料以及AB型或BAB型嵌段共聚物，其中A为氧化乙烯嵌段，而B为基于双(三氟甲基磺酰基)酰亚胺锂的阴离子聚合物嵌段。

主权项

1.锂金属聚合物电池，包括：‑至少一个负极，其包含锂金属或锂金属合金，‑至少一个正极，其包含至少一种活性材料、至少一种嵌段共聚物P1和至少一种产生电子传导性的试剂，所述活性材料的相对于Li+/Li的电位高于3.7V，所述正极任选地由集流体负载，和‑至少一种固体聚合物电解质，其包含：*至少一种嵌段共聚物P1，或*至少一种锂盐和至少一种基于聚(氧化乙烯)的聚合物材料，其选自聚苯乙烯‑聚(氧化乙烯)嵌段共聚物、聚苯乙烯‑聚(氧化乙烯)‑聚苯乙烯嵌段共聚物、与增强剂结合的聚(氧化乙烯‑统计共聚‑氧化丙烯)统计共聚物、与增强剂结合的聚(氧化乙烯‑统计共聚‑氧化丁烯)统计共聚物以及与增强剂结合的聚(氧化乙烯)，所述增强剂选自纤维素纳米原纤维、陶瓷纳米颗粒和氟化聚合物或共聚物，所述锂金属聚合物电池的特征在于：*所述正极的活性材料选自：(1)橄榄石型活性材料，其选自式LiTtT'1‑tPO4的物质，其中0＜t＜1，并且T和T'不同，T和T'选自Fe、Mn、Co、Ni和Ti，以及式LiMgyMn1‑yPO4的物质，其中0＜y≤0.2，(2)氟磷酸盐型活性材料，和(3)LiMO2层状氧化物型活性材料，其中M代表选自Al、Ni、Mn和Co的至少两种金属的混合物，以及*所述嵌段共聚物P1为AB型二嵌段共聚物或BAB型三嵌段共聚物，其中A嵌段为数均分子量小于或等于100kDa的未取代的聚氧化乙烯链；而B嵌段为这样的阴离子聚合物，其能够由一种或多种乙烯基单体经下式(I)的磺酰基(三氟甲基磺酰基)酰亚胺锂(TFSILi)盐的阴离子取代而获得：其中*表示式(I)的所述阴离子与所述乙烯基单体之间经由共价键、具有1至5个碳原子的直链烷基链或具有1至5个碳原子的直链烷氧基链连接的连接点。