[发明专利]一种固体阻燃聚合物、电极片、隔膜和锂二次电池

说明书

本发明实施例提供了一种固体阻燃聚合物，包括含有环三磷腈结构的重复单元，由含有环三磷腈结构的单体通过化学键接枝聚合而成，通式如式(I)或式(II)所示，X选自亚烷基、卤代亚烷基、亚烷氧基、卤代亚烷氧基、亚烯基、卤代亚烯基、亚烯氧基、卤代亚烯氧基、亚芳基、卤代亚芳基、亚芳氧基、卤代亚芳氧基、取代磷酸亚酯基、取代酰亚胺基或取代磺酰亚胺基；Y选自氧、硫、亚烷基、卤代亚烷基、亚烷氧基、卤代亚烷氧基、亚烯基、卤代亚烯基、亚烯氧基、卤代亚烯氧基、亚芳基、卤代亚芳基、亚芳氧基、卤代亚芳氧基、取代磷酸亚酯基、取代酰亚胺基或取代磺酰亚胺基。本发明还提供了锂二次电池电极片、隔膜和锂二次电池。

技术领域

本发明涉及锂二次电池技术领域，特别是涉及一种固体阻燃聚合物、电极片、隔膜和锂二次电池。

背景技术

锂二次电池由于能量密度高、工作电压高、使用寿命长、自放电率低和环境友好等优点，已在便携式电子产品(智能手机、数码相机、笔记本电脑等)中得到了广泛的应用，随着电动汽车和大规模储能电网等新能源产业的快速发展，对电池能量密度提出了更高的要求，其中开发高比容量正负极材料和高电压正极材料是目前提升锂二次电池能量密度的主要技术手段。然而聚焦于高比容量和高电压材料的使用，势必会带来液态锂二次电池的安全问题。锂二次电池的电解质主要为非水有机电解液(常规为碳酸酯类电解液)，当电池在滥用(热冲击、过充、针刺和外部短路等)状态下因其电解液存在易挥发、易燃烧等隐患，极易引起电池热失控而导致的安全性问题。

目前，提高液态锂二次电池安全性普遍使用的方法是向常规电解液中直接添加阻燃添加剂，虽然阻燃剂的加入可以提高电解液的耐燃性，但是会降低电解液的电导率和增加电解液的粘度，同时该阻燃剂在电池循环过程中会发生副反应，从而对电池的电化学性能造成了一定负面影响。因此，为了解决液态锂二次电池存在的安全性问题和阻燃剂直接添加到电解液中所带来的负面效应，确实有必要开发一种新型阻燃剂，既能避免在电解液中的使用又能提高锂二次电池的安全性，同时具有与正负极材料良好的兼容性，不影响锂二次电池的循环性能。

发明内容

鉴于此，本发明实施例第一方面提供了一种固体阻燃聚合物，其具有优异的阻燃性能，不溶于锂二次电池电解液，具有与正负极材料良好的兼容性，可直接掺入正负极或隔膜中，提高电池安全性的同时不影响电池循环性能，以解决现有技术中直接将阻燃添加剂加入到电解液中导致电解液粘度增加，阻抗增大，最终影响锂二次电池电化学性能的问题。

具体地，本发明实施例第一方面提供了一种固体阻燃聚合物，所述固体阻燃聚合物包括含有环三磷腈结构的重复单元，由含有环三磷腈结构的单体通过化学键接枝聚合而成，所述固体阻燃聚合物的通式如式(I)或式(II)所示，

式(I)中，所述X选自亚烷基、卤代亚烷基、亚烷氧基、卤代亚烷氧基、亚烯基、卤代亚烯基、亚烯氧基、卤代亚烯氧基、亚芳基、卤代亚芳基、亚芳氧基、卤代亚芳氧基、取代磷酸亚酯基、取代酰亚胺基、取代磺酰亚胺基中的任意一种；所述R₁、R₂、R₃、R₄分别选自氟、氯、溴、烷基、卤代烷基、烷氧基、卤代烷氧基、烯基、卤代烯基、烯氧基、卤代烯氧基、芳基、卤代芳基、芳氧基、卤代芳氧基中的任意一种；

式(II)中，所述Y选自氧、硫、亚烷基、卤代亚烷基、亚烷氧基、卤代亚烷氧基、亚烯基、卤代亚烯基、亚烯氧基、卤代亚烯氧基、亚芳基、卤代亚芳基、亚芳氧基、卤代亚芳氧基、取代磷酸亚酯基、取代酰亚胺基、取代磺酰亚胺基中的任意一种；所述R₁’、R₂’、R₃’、R₄’、R₅’分别选自氟、氯、溴、烷基、卤代烷基、烷氧基、卤代烷氧基、烯基、卤代烯基、烯氧基、卤代烯氧基、芳基、卤代芳基、芳氧基、卤代芳氧基中的任意一种。