[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

说明书

技术领域

本发明涉及一种锂离子电池用聚合物及其制备方法、具有该种锂离子电池用聚合物的锂离子电池凝胶电解质及其制备方法、使用该种凝胶电解质的锂离子电池及其制备方法。

背景技术

能源和环境是人类进入21世纪必须面对的两个严峻问题，开发新能源和清洁可再生能源是今后世界经济中最具决定性影响的技术领域之一。锂离子电池自问世以来,因满足了移动通讯和笔记本电脑迅猛发展对电源小型化、轻量化、长工作时间、长寿命、无记忆效应和对环境无公害等要求发展极快。传统的锂电池由正极、负极、电解质溶液构成。该种传统锂电池仅采用溶剂溶解电解质，呈液态，存在漏液的风险，安全系数低，易爆炸；且可塑性差，制成的形状有限，无法适应所有形状的产品的要求；能量密度低，导致厚度最薄不能低于3.6mm，无法满足超薄电子器件的要求。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术中的不足，提供一种可防止锂离子电池漏液的锂离子电池用聚合物。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案实现：

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。

优选地是，所述聚环氧乙烷的化学通式为H(0CH₂CH₂)nOH；所述原料中包括n为3～30的聚环氧乙烷和n为100～500的聚环氧乙烷中的一种或两种。

优选地是，所述聚环氧乙烷的化学通式为H(0CH₂CH₂)nOH；所述原料中包括n为4～10的聚环氧乙烷和n为200～400的聚环氧乙烷中的一种或两种。

优选地是，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。

优选地是，所述异氰酸酯的官能度大于2。

优选地是，所述异氰酸酯的官能度为2.5～6。

优选地是，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。

本发明的又一个目的是为了克服现有技术中的不足，提供一种可防止锂离子电池漏液的锂离子电池用聚合物的制备方法。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案实现：

锂离子电池用聚合物的制备方法，其特征在于，按上述配比将用于制备锂离子电池用聚合物的原料混合，在40～80℃的温度下加热1～3小时，异氰酸酯与聚环氧乙烷交联形成所述锂离子电池用聚合物。形成的所述锂离子电池用聚合物为三维网络结构。

本发明的又一个目的是为了克服现有技术中的不足，提供一种可防止漏液的锂离子电池凝胶电解质。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案实现：

锂离子电池凝胶电解质，其特征在于，包括电解质溶液和上述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1～15％，其余为所述电解质溶液。

优选地是，所述锂盐包括高氯酸锂、六氟磷酸锂、四氟硼酸锂、六氟砷酸锂、三氟甲磺酸锂、二草酸硼酸锂中的一种或任意几种组合。

优选地是，所述锂盐的浓度为0.5～1.5mol/L。

优选地是，所述有机溶剂包括碳酸乙烯酯、碳酸亚丙酯、碳酸亚乙烯酯、碳酸二甲酯、γ-丁内酯、碳酸甲乙酯、碳酸二乙酯中的一种或任意几种组合。

优选地是，所述有机溶剂包括碳酸乙烯酯、碳酸二甲酯和碳酸甲乙酯；碳酸乙烯酯、碳酸二甲酯和碳酸甲乙酯的重量比为0.5～5:0.2～3:0.6～7。

本发明的另一个目的是为了克服现有技术中的不足，提供一种可防止漏液的锂离子电池凝胶电解质的制备方法。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案实现：

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、上述用于制备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，使异氰酸酯与聚环氧乙烷反应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。

本发明的又一个目的是为了克服现有技术中的不足，提供一种可防止漏液的锂离子电池。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案实现：