[发明专利]氟聚合物杂化复合材料

说明书

本发明涉及一种氟聚合物杂化的有机/无机复合材料，涉及一种包含所述氟聚合物杂化的有机/无机复合材料的薄膜并且涉及所述薄膜在各种应用中、尤其是在电化学和光电化学应用中的用途。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2017年5月12日提交的欧洲申请号17305539.3的优先权，出于所有目的将所述申请的全部内容通过援引方式并入本申请。

技术领域

本发明涉及一种氟聚合物杂化的有机/无机复合材料，涉及一种包含所述氟聚合物杂化的有机/无机复合材料的薄膜并且涉及所述薄膜在各种应用中、尤其是在电化学和光电化学应用中的用途。

背景技术

锂金属聚合物(LMP)电池在本领域中是已知的，其中阳极是Li金属箔并且隔膜是聚(环氧烷)与氟聚合物、优选偏二氟乙烯聚合物的电解质固体聚合物共混物，其结合电解质盐。

这些隔膜典型地通过薄膜挤出获得。不幸的是，此技术的一个缺点是在低于80℃的温度下如此获得的隔膜的低离子电导率。

因此，此领域的挑战是提高这些隔膜的离子电导率以使挤出技术更具吸引力，同时提供安全的隔膜(确保电极的良好分离)。

发明内容

现已发现，本发明的方法代表一种本领域已知的用于制造具有出色的离子电导率的致密薄膜的方法的灵活且容易的替代方案，并且因此适用于电化学和光电化学应用(如电化学装置中的隔膜)。

在第一实例中，本发明涉及一种用于制造氟聚合物杂化的有机/无机复合材料[复合材料(FH)]的方法，所述方法包括：

(i)通过在熔融相中加工，优选地将以下项挤出提供预复合材料[预复合材料(FP)]：

-通过在液体介质的存在下，至少一种具有式(I)的金属化合物[化合物(M)]的至少部分水解和/或缩聚可获得的预凝胶化合物[化合物(MP)]：

X_4-mM(OY)_m (I)

其中M是选自由Si、Ti和Zr组成的组的金属，X和Y彼此相同或不同并且在每次出现时选自任选地包含一个或多个官能团的烃基，并且m是包括在1与4之间的整数，以及

-至少一种包含至少一个羟基的官能氟聚合物[聚合物(FF)]；

(ii)通过将在步骤(i)中提供的该预复合材料(FP)与以下项混配提供组合物：

-至少一种具有式(II)的聚(环氧烷)(PAO)：

HO-(CH₂CHR_AO)_n-R_B (II)

其中R_A是氢原子或C₁-C₅烷基，R_B是氢原子或-CH₃烷基并且n是包括在2000与40000之间、优选在4000与35000之间、更优选在11500与30000之间的整数，

-至少一种金属盐[盐(M)]，

-任选地，至少一种与该聚合物(FF)相同或不同的氟聚合物[聚合物(F)]，以及

-任选地，一种或多种无机填料；以及

(iii)在熔融相中加工，优选地挤出在步骤(ii)中提供的该组合物。

在用于制造本发明的复合材料(FH)的方法的步骤(i)中提供的预复合材料(FP)典型地呈粒料形式。优选地将预复合材料(FP)后处理，优选地在高于100℃且至多170℃的温度下，典型地在包括在10分钟与24小时之间的时间期间。