[发明专利]一种聚合物电解液添加剂及使用该添加剂的凝胶聚合物电池

说明书

技术领域

本发明涉及锂离子电池，特别是涉及一种聚合物电解液添加剂及使用该添加剂的凝胶聚合物电池。 

背景技术

近年来，锂离子电池的应用领域从移动通讯、数码相机等小型电池向动力电池和储能电源等方面迅速扩展，电池的安全性得到了更多重视。 

锂离子电池使用的碳酸酯电解液极易燃烧，电池过充过放和过热都有可能引起电池燃烧甚至爆炸。因此开发优良的电解液添加剂，改善电解液稳定性是提高电池的过充电安全性的一条重要途径。 

聚合物锂离子电池具有不易漏液、形状灵活、正常充放电不易产生气体等优点，由于没有液体电解液存在，极大提高了电池的安全性，也是电池研究的热点之一。但聚合物锂离子电池的一个问题是机械性能和电导率不能兼顾。提高凝胶的稳定性和机械性能需要提高聚合物的结晶度或交联度，这就容易降低凝胶电导率；反之亦然。 

在提高电池安全性方面，现有技术大部分只针对过充电安全性添加剂或聚合物电池，未能将二者有机结合起来。将提高过充电安全性的电解质添加剂和聚合物电池结合起来，并兼顾其机械强度和电导率，具有重要的实际意义。 

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是克服现有技术中存在的问题，提供一种聚合物电解液添加剂及使用该添加剂的凝胶聚合物电池。 

为此，本发明提供了一种聚合物电解液添加剂，所述聚合物电解液添加剂的化学结构是： 

其中，R为CH₃或H，X、Y为OCH₃或CH₃或H，n=1-10，分子中间的联苯型芳香酯由联苯二酚和对羟基苯甲酸合成。

一种使用所述聚合物电解液添加剂的凝胶聚合物电池，所述凝胶聚合物电池包括正极、负极、隔膜、电解液；所述正极包括金属集流体、正极活性材料90-97%（重量比）、导电剂、粘结剂，所述金属集流体为铝箔，所述正极活性材料为锂过渡金属复合氧化物，所述导电剂为炭黑、导电石墨中的一种或两种组合，所述粘结剂为PVDF；所述负极包括金属集流体、负极活性材料90-97%（重量比）、导电剂、粘结剂，所述金属集流体为铜箔，所述负极活性材料为锂合金、碳、石油焦、活性炭、石墨、碳纤维、碳纳米管中的一种，所述导电剂为炭黑、导电石墨中的一种或两种的组合，所述粘结剂为PVDF，或SRB与CMC的组合； 

所述隔膜为聚烯烃微孔隔膜；

所述电解液包括引发剂0.002%-0.6%（重量比）、单体0.1%-10%（重量比）、所述的聚合物电解液添加剂0.1%-10%（重量比）、电解液溶剂、电解液锂盐、成膜添加剂；

所述引发剂为氧化苯甲酰（BPO）、过氧化乙酰、二叔丁基过氧化物、偶氮二异丁腈（AIBN）、偶氮二异庚腈（AMVN）中的一种；

所述单体为聚乙二醇二丙烯酸酯、聚乙二醇甲基二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、二三羟甲基丙烷四丙烯酸酯、二季戊四醇五丙烯酸酯中的一种；

所述电解液溶剂为碳酸乙烯酯（EC）、碳酸丙烯酯（PC）、碳酸丁烯酯、ɑ-丁内酯、ɑ-戊内酯、碳酸二甲酯（DMC）、碳酸二乙酯（DEC）、碳酸甲乙酯（EMC）、二乙氧基乙烷、1,3-二氧戊烷中的两种或两种以上的组合；

所述电解液锂盐为LiPF₆、LiBF₄、LiClO₄、LiBOB、LiN(CF₃SO₂)₂、Li(CF₃SO₂)₃中的一种或一种以上的组合；

所述成膜添加剂为碳酸亚乙烯酯（VC）、亚硫酸丙烯酯（PS）中的一种或两种的组合。

优选的，所述锂过渡金属复合氧化物为LiMn₂O₄、LiNiO₂、LiCoO₂中的一种或几种。 

优选的，所述锂过渡金属复合氧化物为LiFePO₄、LiVPO₄中的一种或两种。 

优选的，所述聚烯烃微孔隔膜厚度为7--40um，孔隙率为25%--50%。 

优选的，所述电解液中添加填料，为Al₂O₃、SiO₂、TiO₂、高岭土、蒙脱土中的一种。 

由以上本发明提供的技术方案可见，本发明具有以下技术效果：