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锂离子电池容量高,但由于使用含有锂盐的液体电解质,可能存在泄漏和爆炸的风险,并且电池设计可能很复杂以应对这种风险。
聚环氧乙烷已广泛用作聚合物电解质,它通过与聚环氧乙烷中存在的氧原子配位形成络合物来稳定碱金属锂盐的阳离子,使得阳离子尽管处于无溶剂固体状态,但仍能以稳定的离子态存在。 然而,由于聚环氧乙烷在室温下具有半结晶结构,因此它会干扰金属盐的迁移。 结果,聚环氧乙烷可能不适合商业化,因为不仅能量特性恶化,而且室温下具有约1.0×10 -8 S/cm的低离子电导率值的机械性能也恶化。
因此,迫切需要开发一种在保持固相的同时具有优异的机械强度和高离子电导率以及良好的加工性能的固体聚合物电解质。
[0014] 本发明提供了一种二次电池用聚合物电解质,所述聚合物电解质包括:
第一聚合物,其包含由式1表示的重复单元; 以及第二聚合物,其包含衍生自具有至少一个烯键式不饱和基团的单体或该单体的低聚物的重复单元固体聚合物电解质,其中, 第一聚合物和第二聚合物形成半互穿聚合物网络结构。
在式1中,R 1 是具有1至5个碳原子的亚烷基,并且n是10至10,000的整数。
第一聚合物可包含选自由式1a至式1c表示的重复单元组成的组中的至少一种。
在式1a中,n1是10至10,000的整数。
在式1b中,n2是10至10,000的整数。
在式1c中,n3是10至10,000的整数。
第二聚合物可包括聚乙炔、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚对亚苯基、聚噻吩、聚吡咯、聚对苯硫醚、聚对亚苯基亚乙烯基、聚噻吩亚乙烯基、聚苯胺、聚异苯并噻吩、聚四氟乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯腈、聚乙酸乙烯酯、聚偏二氯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚环氧乙烷、聚苯醚、聚醚砜、聚芳酯、聚醚醚酮、聚酰胺酰亚胺和聚偏二氟乙烯中的至少一种
在本发明中固体聚合物电解质,在提供包含含有由式1表示的重复单元的第一聚合物和具有至少一个烯键式不饱和基团的单体或该单体的低聚物的聚合物的情况下,制备电解质的组合物固体聚合物电解质,形成类似于半互穿聚合物网络结构的结构,该结构包括具有烯键式不饱和基团的单体或该单体的单体,通过第二聚合物和具有交联结构的第一聚合物得到低聚物混合在一起进行交联聚合。 也就是说,由于聚合物电解质中的第一聚合物和第二聚合物没有通过化学键合形成三维网络,即第一聚合物和第二聚合物没有交联在一起,而是第二聚合物交联在一起。聚合物在由第一聚合物组成的聚合物基体的自由体积之间形成辅助聚合物网络结构,从而可以补偿由第一聚合物组成的聚合物基体的较弱的耐久性,从而保证优异的机械强度和氧化电位窗口通过提供游离锂离子,可以同时保证锂离子的迁移效果。
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