[发明专利]一种用于锂离子电池的聚合物电解质及聚合物电池

说明书

为克服现有技术中聚合物电解质耐电压和电导率低的问题，本发明提供一种用于锂离子电池的聚合物电解质，包括聚醚类聚合物和锂盐，锂盐中的锂离子与聚醚类聚合物中醚键氧原子的摩尔比为1/4以上；聚醚类聚合物包括式1的聚合物：式1：A‑R_n；A为烃基或含氧的烃基，n为整数且n≥1；R为R_a、R_b选自亚烷基，R_x选自有机官能团、卤素；m1是大于0的自然数，n1是自然数，当n1为0时，n≥3。优选的，聚醚类聚合物所有重复单元中碳原子数的总和相对于重复单元总数的比值为4以下；更优选的，聚醚类聚合物具有支化的结构。本发明还提供包括上述聚合物电解质的聚合物电池。本发明提供的聚合物电解质耐电压高，电导率高，可显著提高聚合物电池的性能。

技术领域

本发明涉及锂离子电池聚合物电解质和使用该聚合物电解质的聚合物电池，特别涉及一种固体锂离子电池聚合物电解质及固体锂离子电池。

背景技术

锂离子电池因其具有能量密度高、工作电压高、无记忆效应、循环寿命长和环境友好等优点，在手机、笔记本电脑等电子电器领域得到了广泛的应用。目前电子数码产品、电动车、大型储能装置等对能量密度有更高的要求。使用商用液态电解质的锂离子电池难以满足要求。一方面液态电解质在高温、高压条件下会在电极材料表面发生严重的分解反应导致电池性能劣化，另一方面液态电解质使用的低闪点溶剂在温度升高时安全性差。虽然使用由聚合物和有机液态电解液形成的凝胶电解质可以阻止液体流动，在一定程度上防止了电池漏液带来的安全隐患，但并不能满足安全和高能量密度的要求。

另一方面，采用固态聚合物电解质可以从根本上提高电池的安全性。但与液态电解质相比，固态聚合物电解质的离子导电性差。而且，目前离子电导率高的聚合物电解质是以聚醚类聚合物如聚环氧乙烷(PEO)为聚合物基体的，但聚醚类聚合物的抗氧化性差，导致电池的工作电压低，通常只能使用磷酸铁锂作为正极活性物质，导致电池的能量密度低。因此，亟需开发一种工作电压高、适用于钴酸锂或镍钴锰酸锂等高电压正极、电导率高的聚合物电解质。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中的聚合物电解质工作电压低和电导率低的问题，提供一种新型的工作电压高且电导率高的聚合物电解质。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案如下：

提供一种用于锂离子电池的聚合物电解质，包括聚醚类聚合物和锂盐；所述聚合物电解质中，锂盐中的锂离子与聚醚类聚合物中的醚键氧原子的摩尔比为1/4以上；所述的聚醚类聚合物包括如下式1所述的聚合物：

式1：A-R_n；

其中，A为烃基或含氧的烃基，n为整数且n≥1；

R为

R_a、R_b各自独立的选自亚烷基，R_x选自有机官能团或卤素；m1是大于0的自然数，n1是自然数，且当n1为0时，n≥3；且R_a中的碳原子数为a’，R_b中的碳原子数为b’，(a’*m1+b’*n1)/(m1+n1)≤4。

同时，本发明还提供了一种聚合物电池，包括正极、负极、位于所述正极和负极之间的聚合物电解质，所述聚合物电解质为如前所述的聚合物电解质。