[发明专利]用于凝胶聚合物电解质的组合物和包括由该组合物形成的凝胶聚合物电解质的锂二次电池

说明书

本发明涉及一种用于凝胶聚合物电解质的组合物和一种包括由该组合物形成的凝胶聚合物电解质的锂二次电池，并且具体地，涉及一种用于凝胶聚合物电解质的组合物和一种包括通过该组合物的聚合而制备的凝胶聚合物电解质的锂二次电池，该组合物包括锂盐、有机溶剂，由式1表示的具有可聚合取代基的低聚物、由式2表示的具有交联反应性基团的化合物、和聚合引发剂。

技术领域

相关申请的交叉引用

本申请要求于2018年9月21日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请第2018-0114102号的权益，通过引用将上述专利申请的公开内容作为整体结合在此。

技术领域

本发明涉及一种用于凝胶聚合物电解质的组合物和包括由该组合物形成的凝胶聚合物电解质的锂二次电池。

背景技术

近来，随着电气、电子、通信和计算机工业的快速发展，对高性能、高稳定性二次电池的需求日益增长。特别是，随着电子和通信装置的小型化和轻量化趋势，需要作为该领域的核心部件的薄膜和小型化锂二次电池。

锂二次电池可根据所使用的电解质分为使用液体电解质的锂离子电池和使用聚合物电解质的锂聚合物电池。

锂离子电池的优点在于其具有高容量，但是锂离子电池的缺点在于，由于使用包含锂盐的液体电解质，因此存在泄漏和爆炸的风险，并且为了应对该风险，电池设计很复杂。

相比之下，关于锂聚合物电池，由于使用固体聚合物电解质或含有液体电解质溶液的凝胶聚合物电解质作为电解质，因此稳定性得到改善，并且同时获得了柔性，因此，锂聚合物电池可被开发为各种形式，例如，小型或薄膜电池形式。

可以通过以下两种方法制备使用凝胶聚合物电解质的二次电池。

首先，在通过将可与聚合引发剂聚合的低聚物或单体混合在其中锂盐溶解在非水有机溶剂中的液体电解质溶液中以制备电解质组合物之后，将该电解质组合物注入容纳电极组件的电池中，并在适当的温度和时间条件下进行凝胶化(交联)以制备二次电池。

然而，对于上述方法，由于注入前溶液的高粘度和表面张力问题导致在电池中的润湿性(wetting)较差，因此该方法的缺点在于：即使在凝胶化之后，也难以确保机械强度。

作为另一种方法，在电极和隔板之一的一个表面上涂覆电解质组合物并通过使用热或紫外(UV)光进行固化(凝胶化)以形成凝胶聚合物电解质之后，通过将其上形成有凝胶聚合物电解质的电极和/或隔板卷绕或堆叠来制备电极组件，将电极组件插入到电池壳体中，然后可以通过向该电池壳体中重新注入常规液体电解质溶液来制备二次电池。

然而，该方法需要加热或紫外线照射工序以进行凝胶化，并且具有以下局限性：涂覆有凝胶的隔板吸收水分而降低电池的性能和稳定性。此外，由于已用作常规隔板的聚乙烯隔板具有高的热收缩系数，因此当在温度升高的异常条件下使用时，正极与负极之间会发生短路，因此，电池的稳定性可能会降低。

因此，需要开发一种可以确保机械强度和离子传输能力并且可以同时制备在高温下具有改善的稳定性的凝胶聚合物电解质的方法。

现有技术文献

韩国专利申请待审公开第2018-0026358号

发明内容

技术问题

本发明的一方面提供一种用于凝胶聚合物电解质的组合物，该组合物包括具有可聚合取代基的可聚合低聚物和具有交联反应性基团的离子单体。

本发明的另一方面提供一种通过所述用于凝胶聚合物电解质的组合物的热聚合而形成的、用于改善机械强度和电化学稳定性的凝胶聚合物电解质。