[发明专利]用于高电压锂离子电池的二酯类聚合物电解质

说明书

本发明已经合成了二酯类聚合物的新的均聚物和共聚物。当这些聚合物与电解质盐组合时，这种聚合物电解质在锂电池单元中已显示出优异的电化学氧化稳定性。它们的稳定性以及出色的离子电导率使其特别适合用作高能量密度锂电池的电解质。

【对相关申请的交叉引用】

本申请要求2017年4月7日提交的美国临时专利申请62/483097和2017年8月15日提交的美国临时专利申请62/545984的优先权，这两个专利申请的全部内容通过引用合并于此。

【技术领域】

本发明总体涉及用于锂电池的电解质，并且更具体地涉及特别适合用于阴极和高电压的电解质。

【背景技术】

越来越多的锂电池制造商正在使用下一代阴极材料，诸如NCA(锂镍钴铝氧化物)、NCM(锂镍钴锰氧化物)和高能NCM(富含HE-NCM-镁的锂镍钴锰氧化物)，以利用其潜在高的重量能量密度(高达300-500Wh/kg)，良好的倍率容量和长期稳定性。用这种氧化稳定性材料制成的单电池通常比采用橄榄石阴极材料例如LFP(磷酸铁锂)的单电池(例如3.6-3.8V)具有更高的电压(例如高达4.7V)。在LFP单电池的较低电压下稳定的电解质可能难以在较高电压下，尤其是在阴极中工作。氧化形式的降解(degradation)可能导致单电池寿命早期的容量衰减。

因此，需要开发特别适合在下一代阴极材料的高电压条件下工作的电解质。

【发明内容】

在本发明的一个实施例中，公开了新的聚合物。所述聚合物是二酯类聚合物，并具有选自由以下结构组成的组中的结构：

其中，

Z和Z₁各自独立地选自由以下基团组成的组：

-H，F，-CH₃，-CH₂CH₃，-(CH₂)₂CH₃，-CH(CH₃)₂，

-(CH₂)₃CH₃，-CH＝CH₂，-CH₂CH＝CH₂

-CF₃，-CF₂CF₃，

每个R₁独立地选自由H、CH₃、CH₂CH₃、(CH₂)₂CH₃、CH(CH₃)₂、CH＝CH₂和CH₂CH＝CH₂组成的组；且

每个R均独立地选自由以下基团组成的组：

其中，每个X独立地选自由H、F、CH₃、CH₂CH₃、(CH₂)₂CH₃和CF₃组成的组；

a、b和f各自是独立地范围为0至10的整数；

c、d和e各自是独立地范围为1至10的整数；并且

n是范围为1至1000的整数。

在本发明的一个实施例中，本文公开的任何二酯类的聚合物可与电解质盐例如锂盐组合，并用作电解质。