基于四臂聚氧化乙烯-聚合离子液体嵌段共聚物的固态电解质及其制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN112159507A(43)申请公布日2021.01.01(21)申请号202010916189.4H01M10/0565(2010.01)(22)申请日2020.09.03H01M10/052(2010.01)(71)申请人南京理工大学地址210094江苏省南京市孝陵卫200号(72)发明人凌灿辉杨勇谢泽辉周洋朱鑫琳李瑞靖(74)专利代理机构南京理工大学专利中心32203代理人邹伟红(51)Int.Cl.C08F293/00(2006.01)C08F220/28(2006.01)C08F226/06(2006.01)C08F220/34(2006.01)C08F8/44(2006.01)权利要求书3页说明书8页附图4页(54)发明名称基于四臂聚氧化乙烯-聚合离子液体嵌段共聚物的固态电解质及其制备方法(57)摘要本发明公开了一种基于四臂聚氧化乙烯‑聚合离子液体嵌段共聚物的固态电解质及其制备方法，其步骤为：a)用季戊四醇与2‑溴异丁酰溴反应制备四臂大分子引发剂，使用该引发剂进行聚乙二醇甲醚甲基丙烯酸酯和乙烯基氮化物的嵌段共聚，得到四臂支化聚合物，进而通过离子交换、离子化得到四臂聚氧化乙烯‑聚合离子液体嵌段共聚物；b)将上述四臂聚氧化乙烯‑聚合离子液体嵌段共聚物与锂盐共混，通过溶液浇铸法制备得到四臂聚氧化乙烯‑聚合离子液体嵌段共聚物电解质。该固态电解质室温电导率可以达到7.9×10‑5Scm‑1，电化学窗口可达到4.87V，锂离子迁移数达到0.46，具有较大应用潜力。CN112159507ACN112159507A权利要求书1/3页1.一种四臂聚氧化乙烯-聚合离子液体嵌段共聚物，其特征在于，其结构通式为：其中，n、m、r为40-280；R1为以下结构：--PF6,ClO4中的一种；优选-PF6；R2为以下结构：中的一种。2.一种如权利要求1所述的四臂聚氧化乙烯-聚合离子液体嵌段共聚物的制备方法，其特征在于，包括：步骤1，氮气气氛下，将季戊四醇Ia、2-溴异丁酰溴和三乙胺加入四氢呋喃，进行酰化反应，制备四臂大分子引发剂Ib的步骤，步骤2，氮气气氛下，将Ib、铜基催化剂、配体与聚乙二醇甲醚甲基丙烯酸酯单体(PEGMA-CH3)进行原子转移自由基聚合反应，得到四臂支化聚合物Ic的步骤，2CN112159507A权利要求书2/3页步骤3，将四臂支化聚合物Ic与乙烯基氮化物VN发生共聚反应得到四臂支化嵌段共聚物Id的步骤，步骤4，将Id与溴乙烷发生溴代反应得到四臂聚合离子液体溴代中间体Ie的步骤，步骤5，将Ie与锂盐进行离子交换反应，得到四臂聚氧化乙烯-聚合离子液体嵌段共聚物I的步骤。3CN112159507A权利要求书3/3页3.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤1中，季戊四醇、2-溴异丁酰溴和三乙胺的摩尔比为1:8:8。4.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤2中，铜基催化剂为氯化亚铜或溴化亚铜中的一种；配体选用N,N,N',N”,N”-五甲基二亚乙基三胺、三(2-二甲氨基乙基)胺、1,1,4,7,10,10-六甲基三亚乙基四胺、2,2-联吡啶中的一种；Ib、铜基催化剂、配体和聚乙二醇甲醚甲基丙烯酸酯的摩尔比为1:3:10:50。5.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤3中，乙烯基氮化物VN为乙烯基咪唑、4-乙烯基吡啶和甲基丙烯酸二甲氨基乙酯中的一种；Ic与乙烯基氮化物VN的摩尔比为1:266。6.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤4中，Id与溴乙烷的质量比为1:7。7.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤5中，锂盐为双三氟甲烷磺酰亚铵锂、三氟甲磺酸锂、高氯酸锂、四氟硼酸锂、六氟磷酸锂、全氟-1-丁磺酸锂中的一种；Ie与锂盐的摩尔比为1:6。8.基于权利要求1所述的四臂聚氧化乙烯-聚合离子液体嵌段共聚物的固体电解质，其特征在于，将四臂聚氧化乙烯-聚合离子液体嵌段共聚物I与锂盐共混，溶于乙腈中，室温搅拌24h至均匀，所得混合溶液置于模具中，挥发溶剂，真空干燥，得到所述的固体电解质隔膜。9.如权利要求8所述的固体电解质，其特征在于，锂盐为双三氟甲烷磺酰亚铵锂、三氟甲磺酸锂、高氯酸锂、四氟硼酸锂、六氟磷酸锂、全氟-1-丁磺酸锂中的一种。10.如权利要求8所述的固体电解质，其特征在于，四臂聚氧化乙烯-聚合离子液体嵌段共聚物与锂盐的质量比为1:0.2-1:0.4。4CN112159507A说明书1/8页基于四臂聚氧化乙烯-聚合离子液体嵌段共聚物的固态电解质及其制备方法技术领域[0001]本发明涉及全固态电池领域，具体涉及一种四臂聚氧化乙烯-聚合离子液体固态电解质及其制备方法。背景技术[0002]锂电池具有高额定电压、高比能、充