一种含硫聚合物电解质及其构成的固态锂电池及其制备
专利汇可以提供一种含硫聚合物电解质及其构成的固态锂电池及其制备专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 涉及固态 聚合物 电解 质，具体的说是一类主链含硫聚合物的固态 电解质 及其构成的固态二次锂 电池 及其制备和应用。固态电解质包括主链含硫的聚合物、锂盐及多孔 支撑 材料；其厚度为20~800μm，机械强度为10~80MPa，室温离子电导率为5×10‑5~7×10‑4S/cm，电化学窗口4.5~7V。本发明的聚合物固态电解质制备容易，成型简单，机械性能优良，同时具有较高的离子电导率和较宽的电化学窗口，且能够有效抑制负极锂枝晶的生长，能够提高电池的界面 稳定性 和长循环性能。，下面是一种含硫聚合物电解质及其构成的固态锂电池及其制备专利的具体信息内容。
1.一种包含主链含硫聚合物的固态电解质，其特征在于：固态电解质包括主链含硫聚合物、锂盐、多孔支撑材料；其厚度为20～800μm，机械强度为10～80MPa，室温离子电导率为
5×10-5～7×10-4S/cm，电化学窗口4.5～7V，所述主链含硫聚合物具有如通式1所示的结构： 通式1
其中，a的取值是20 1000，b的取值是20 1000；
~ ~
R1为： ， ， 或 ；
R2为： ， ， 或 ；
上述通式1中的m1、m2、m3、m4的取值是0 1；R1、R2取代基中X为含1 10个碳的烷基、1 100~ ~ ~
个氧化乙烯重复单元的烷氧基、氟、碳酸酯基、磷酸酯基、亚磷酸酯基、三聚氰酸酯基、磺酸锂；其中m5的取值是0 2，n5的取值是0 2，且m5和n5不同时为0；m6的取值是0 2，n6的取值是~ ~ ~
0 2，且m6和n6不同时为0；m7的取值是0 2，n7的取值是0 2，且m7和n7不同时为0。
~ ~ ~
2.按权利要求1所述的一种包含主链含硫聚合物的固态电解质，其特征在于：所述固态电解质还包括添加剂。
3.按权利要求1所述的一种包含主链含硫聚合物的固态电解质，其特征在于：所述主链含硫聚合物在固态电解质中的质量分数为5% 90%；所述锂盐为高氯酸锂、六氟磷酸锂、二草~
酸硼酸锂、六氟砷酸锂、四氟硼酸锂、三氟甲基磺酸锂、双氟甲烷磺酰亚胺锂的一种或者几种；锂盐在固态电解质中的质量分数为5 40%；所述多孔支撑材料为纤维素无纺膜、玻璃纤~
维、聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜（PET薄膜）、聚酰亚胺无纺膜、聚芳砜无纺膜中的一种或几种。
4.按权利要求2所述的一种包含主链含硫聚合物的固态电解质，其特征在于：所述添加剂为高分子或者无机颗粒；其中，高分子为聚氧化乙烯、聚偏氟乙烯、聚丙烯腈、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯醇和聚偏氯乙烯中的一种或几种；无机颗粒为二氧化硅、二氧化钛、三氧化二铝、氧化锆、氧化镍、氮化硅、氢氧化镁、硅藻土、蒙脱土和高岭土中的一种或几种；添加剂在固态电解质中的质量分数为0 50%。
~
5.一种权利要求1所述的包含主链含硫聚合物的固态电解质的制备方法，其特征在于：
1）将主链含硫聚合物和溶剂混匀得到均一的主链含硫聚合物的溶液；
2）向上述均一的主链含硫聚合物的溶液中加入锂盐，加入后继续搅拌至完全溶解；
3）将上述完全溶解的溶液在多孔支撑材料上制模，真空干燥，得到固态电解质。
6.按权利要求5所述的一种包含主链含硫聚合物的固态电解质的制备方法，其特征在于：
所述步骤2）中向上述均一的主链含硫聚合物的溶液中加入锂盐和添加剂，加入后继续搅拌至完全溶解。
7.按权利要求5所述的一种包含主链含硫聚合物的固态电解质的制备方法，其特征在于：所述主链含硫聚合物具有如通式1所示的结构：
通式1
其中，a的取值是20 1000，b的取值是20 1000；
~ ~
R1为： ， ， 或 ；
R2为： ， ， 或 ；
上述通式1中的m1、m2、m3、m4的取值是0~1；R1、R2取代基中X为含1~10个碳的烷基、1~100个氧化乙烯重复单元的烷氧基、氟、碳酸酯基、磷酸酯基、亚磷酸酯基、三聚氰酸酯基、磺酸锂；其中m5的取值是0 2，n5的取值是0 2，且m5和n5不同时为0；m6的取值是0 2，n6的取值是~ ~ ~
0 2，且m6和n6不同时为0；m7的取值是0 2，n7的取值是0 2，且m7和n7不同时为0；主链含硫~ ~ ~
聚合物在固态电解质中的质量分数为5% 90%；
~
所述锂盐为高氯酸锂、六氟磷酸锂、二草酸硼酸锂、六氟砷酸锂、四氟硼酸锂、三氟甲基磺酸锂、双氟甲烷磺酰亚胺锂的一种或者几种；锂盐在固态电解质中的质量分数为5 40%；
~
所述多孔支撑材料为纤维素无纺膜、玻璃纤维、聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜（PET薄膜）、聚酰亚胺无纺膜、聚芳砜无纺膜中的一种或几种。
8.按权利要求6所述的一种包含主链含硫聚合物的固态电解质的制备方法，其特征在于：所述添加剂为高分子或者无机颗粒；其中，高分子为聚氧化乙烯、聚偏氟乙烯、聚丙烯腈、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯醇和聚偏氯乙烯中的一种或几种；无机颗粒为二氧化硅、二氧化钛、三氧化二铝、氧化锆、氧化镍、氮化硅、氢氧化镁、硅藻土、蒙脱土和高岭土中的一种或几种；添加剂在固态电解质中的质量分数为0 50%。
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9.按权利要求5所述的一种包含主链含硫聚合物的固态电解质的制备方法，其特征在于：所述溶剂为乙腈、二甲基亚砜、环丁砜、亚硫酸二甲酯、亚硫酸二乙酯、丙酮、四氢呋喃、三氯甲烷、乙酸乙酯、N,N-二甲基甲酰胺和N,N-二甲基乙酰胺之中的一种或几种。
10.一种权利要求1所述的包含主链含硫聚合物的固态电解质的应用，其特征在于：所述包含主链含硫聚合物的固态电解质在固态二次锂电池中的应用。
11.一种固态二次锂电池，包括正极，负极，介于正负极之间的电解质，其特征在于：所述电解质为权利要求1所述的包含主链含硫聚合物的固态电解质；所述正极的活性材料为钴酸锂、磷酸铁锂、三元材料、硫、硫复合物、硫酸铁锂、锂离子氟磷酸盐、锂钒氟磷酸盐、锂铁氟磷酸盐、锂锰氧化物中的一种；负极的活性材料为金属锂、金属锂合金、石墨、硬碳、二硫化钼、石墨烯、氧化锑、锑碳复合材料、锡锑复合材料、锂钛氧化物中的一种。
12.一种固态二次锂电池的制备方法，其特征在于：用权利要求1所述的包含主链含硫聚合物的固态电解质将正负极极片分隔开，密封得固态二次锂电池。
一种含硫聚合物电解质及其构成的固态锂电池及其制备
技术领域
背景技术
发明内容
磺酸锂；其中m5的取值是0 2，n5的取值是0 2，且m5和n5不同时为0；m6的取值是0 2，n6的取~ ~ ~
值是0 2，且m6和n6不同时为0；m7的取值是0 2，n7的取值是0 2，且m7和n7不同时为0；主链~ ~ ~
含硫聚合物在固态电解质中的质量分数为5% 90%；
~
90%。
主链含硫聚合物在固态电解质中的质量分数为60% 80%；
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磺酸锂；其中m5的取值是0 2，n5的取值是0 2，且m5和n5不同时为0；m6的取值是0 2，n6的取~ ~ ~
值是0 2，且m6和n6不同时为0；m7的取值是0 2，n7的取值是0 2，且m7和n7不同时为0；主链~ ~ ~
含硫聚合物在固态电解质中的质量分数为5% 90%；
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链含硫聚合物在固态电解质中的质量分数为60% 80%；
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质能够有效抑制负极锂枝晶的生长，提高了电池的界面稳定性和长循环性能。并且本发明固态电解质中不含易燃易爆的有机溶剂，消除了该安全隐患，大大提升了锂电池的安全使用性能。此外，该固态电解质可应用到固态锂电池（包括锂-硫电池）、固态锂离子电池以及其他二次高性能锂电池中。
附图说明
具体实施方式
0.4g聚丙烯腈加入到上述均一的溶液中，在常温下搅拌24h，得到均一的混合溶液。将溶液均匀浇注到PET无纺膜上，80℃真空烘箱条件下干燥24h，得到PSC/PAN-PET固态电解质。
40℃真空烘箱条件下干燥24h，得到PSCEO/MMT-PI固态电解质。
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