[发明专利]锂离子电池用聚合物、锂离子电池凝胶电解质、锂离子电池及它们的制备方法

权利要求书

1.锂离子电池用聚合物，其特征在于，由包括异氰酸酯和聚环氧乙烷在内的原料交联形成；所述聚环氧乙烷中的羟基与所述异氰酸酯中的异氰酸酯基的摩尔数比为0.8～1.2:1；所述聚环氧乙烷的化学通式为H(OCH₂CH₂)nOH；所述原料中包括n为3～30的聚环氧乙烷和n为100～500的聚环氧乙烷中的两种组合。

2.根据权利要求1所述的锂离子电池用聚合物，其特征在于，所述聚环氧乙烷的化学通式为H(OCH₂CH₂)nOH；所述原料中包括n为4～10的聚环氧乙烷和n为200～400的聚环氧乙烷中的两种组合。

3.根据权利要求1或2所述的锂离子电池用聚合物，其特征在于，所述原料中，n为3～30的聚环氧乙烷与n为100～500的聚环氧乙烷的重量比为7：3～9：1。

4.根据权利要求1所述的锂离子电池用聚合物，其特征在于，所述异氰酸酯的官能度大于2。

5.根据权利要求4所述的锂离子电池用聚合物，其特征在于，所述异氰酸酯的官能度为2.5～6。

6.根据权利要求1所述的锂离子电池用聚合物，其特征在于，所述异氰酸酯包括多苯基多亚甲基多异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯三聚体中的一种或两种组合。

7.权利要求1～6中任一项所述的锂离子电池用聚合物的制备方法，其特征在于，将用于制备锂离子电池用聚合物的原料按配比混合，在40～80℃的温度下加热1～3小时，交联形成所述锂离子电池用聚合物。

8.锂离子电池凝胶电解质，其特征在于，包括电解质溶液和权利要求1～6中任一项所述的锂离子电池用聚合物；所述电解质溶液由锂盐和有机溶剂组成；所述锂离子电池用聚合物占锂离子电池凝胶电解质的重量百分比为1～20％，其余为所述电解质溶液。

9.权利要求8所述的锂离子电池凝胶电解质的制备方法，其特征在于，将锂盐、有机溶剂、用于制备所述锂离子电池用聚合物的原料按配比混合后，在40～80℃的温度下加热1～3小时，交联形成所述锂离子电池用聚合物；所述锂离子电池用聚合物吸附所述电解质溶液形成锂离子电池凝胶电解质。

10.锂离子电池，其特征在于，包括正极、负极、隔膜和权利要求8所述的锂离子电池凝胶电解质；所述正极和所述负极分别设置在所述锂离子电池凝胶电解质的两侧；所述隔膜位于所述正极和所述负极之间。

11.根据权利要求10所述的锂离子电池，其特征在于，所述正极包括正极集流体和涂覆在正极集流体表面的第一涂层；所述第一涂层包括正极活性材料、导电剂、粘合剂和溶剂；所述正极集流体为铝箔；所述正极活性材料为磷酸铁锂或钴酸锂；所述导电剂为石墨、碳粉中的一种或两种混合；所述粘合剂为聚偏氟乙烯；所述溶剂为N-甲基吡咯烷酮。

12.根据权利要求11所述的锂离子电池，其特征在于，所述负极包括负极集流体和涂覆在负极集流体表面的第二涂层；所述第二涂层包括负极活性材料、粘合剂和溶剂；所述负极集流体为铜箔；所述负极活性材料为石墨；所述粘合剂为聚偏氟乙烯；所述溶剂为N-甲基吡咯烷酮。

13.锂离子电池的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

a.提供一壳体；所述壳体设有容腔；将权利要求8所述的电解质溶液和用于制备所述锂离子电池用聚合物的原料按配比混合并灌入所述容腔内密封；

b.提供一正极和一负极，并将所述正极和所述负极分别设置在上述混合物的两侧；提供一隔膜，将隔膜插入上述混合物中，并位于正极和负极之间；

c.将壳体置于40～80℃的温度下加热1～3小时，使原料交联形成锂离子电池用聚合物；所述锂离子电池用聚合物吸附所述电解质溶液形成锂离子电池凝胶电解质。