[发明专利]胶态电解质与其前驱组合物及电池

说明书

技术领域

本发明是关于胶态电解质，更特别关于其前驱物的组成。

背景技术

锂离子二次电池已成为商业化电池的主流，并朝向更轻薄短小、能量密度更高、寿命更长及更安全的方向努力。目前商业化的锂离子二次电池，其非水系有机液态电解液潜藏着漏液和爆炸的危险。上述电池在负极上容易产生树枝状结晶物，有造成短路引起爆炸的忧虑。因此，目前商业化的锂离子二次电池已经过多次改良，并借由种种安全机制确保其日常使用的安全性。由于非水系电解液有漏液、燃烧的相关安全性问题，故开发高安全性电解液实属必要。解决的方案之一为使用高分子胶态电解质，但是胶态电解质的黏度较高，无法以真空灌液的方法制造电池，需使用复杂的涂布工艺造成工艺瓶颈。此外，现有的胶态电解质导电度较低，也是亟需改良的问题之一。

发明内容

本发明一实施例提供的胶态电解质的前驱组合物，包括：(1)介稳态含氮聚合物，由(a)含氮杂环化合物与(b)马来酰亚胺化合物反应而成，其中(a)含氮杂环化合物与(b)马来酰亚胺化合物的摩尔比为1∶0.1至1：10之间；(2)胶化促进剂；(3)碳酸酯类化合物；以及(4)金属盐。

本发明一实施例提供的胶态电解质，包括：(1)介稳态含氮聚合物、(2)胶化促进剂、与(3)碳酸酯类化合物经凝胶化工艺形成的产物；以及(4)金属盐，其中(1)介稳态含氮聚合物由(a)含氮杂环化合物与(b)马来酰亚胺化合物反应而成，且(a)含氮杂环化合物与(b)马来酰亚胺化合物的摩尔比为1∶0.1至1∶10之间。

本发明一实施例提供的电池，包括；正极；负极；以及上述的胶态电解质，位于正极与负极之间。

具体实施方式

本发明一实施例提供胶态电解质的前驱组合物，包括：(1)介稳态含氮聚合物，由(a)含氮杂环化合物与(b)马来酰亚胺化合物反应而成；(2)胶化促进剂；(3)碳酸酯类化合物；以及(4)金属盐。在一实施例中，(a)含氮杂环化合物与(b)马来酰亚胺化合物的摩尔比为1∶0.1至1∶10之间。在另一实施例中，(a)含氮杂环化合物与(b)马来酰亚胺化合物的摩尔比为1∶1至1∶3之间。若(b)马来酰亚胺化合物的比例过高，则易析出于溶剂系统中而无法顺利反应。(b)马来酰亚胺化合物的比例过低，则介稳态含氮聚合物分子量过低，不利后续反应。

在一实施例中，(a)含氮杂环化合物的结构为：

R¹为氢、烷基、烯基、或苯基。R²、R³、R⁴、R⁵、与R⁶各自独立为氢、烷基、烯基、卤素、二甲胺基、或-NH₂。在一实施例中，(a)含氮杂环化合物为咪唑、吡咯、吡啶、4-叔丁基吡啶、3-丁基吡啶、4-二甲胺基吡啶、2，4，6-三胺基-1，3，5，-三嗪、2，4-二甲基-2-咪唑啉、哒嗪、嘧啶、吡嗪、或上述的组合。

在一实施例中，(b)马来酰亚胺化合物的结构为：

n为0～4的整数。