專利名稱：可充鋰離子電池聚合物電解質(zhì)及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是一種可充鋰離子電池聚合物電解質(zhì)及其制備方法。
背景技術(shù)：
鋰離子電池因其具有比功率高、能量密度大、工作電壓高、重量輕、體積小、無毒、無污染等優(yōu)點，在筆記本電腦、移動電話等便攜式電子設(shè)備上得到了廣泛的應(yīng)用。目前鋰離子電池所使用的電解質(zhì)基本上是含鋰鹽的非水電解液，存在著有漏液現(xiàn)象、安全性欠佳等缺點。所以人們正致力于用聚合物固體電解質(zhì)(solid polymer electrolytes，SPEs)來代替液體電解質(zhì)的研究工作。聚合物電解質(zhì)在電池中既是電解質(zhì)，同時又起了隔膜的作用。聚合物電解質(zhì)應(yīng)用于鋰離子電池有利于制備安全、質(zhì)輕、高能量密度及形狀各異的電池。
目前研究的聚合物電解質(zhì)大致可分為三類全固態(tài)聚合物電解質(zhì)(dry SPEs)，凝膠態(tài)聚合物電解質(zhì)(gelled SPEs)，多孔型聚合物電解質(zhì)(porous SPEs)。全固態(tài)聚合物電解質(zhì)主要由聚合物、鋰鹽及少量添加劑組成，由于沒有液體電解質(zhì)的存在，鋰電池的安全性大大提高。但是全固態(tài)聚合物電解質(zhì)室溫電導(dǎo)率太低，一般為10-7-10-4Scm-1，限制了其商業(yè)應(yīng)用。多孔型聚合物電解質(zhì)以美國Bellcore公司的發(fā)明為代表(U.S.patent 5,540,741)，已經(jīng)初步實現(xiàn)了商品化，制備方法較復(fù)雜。凝膠態(tài)聚合物電解質(zhì)是由液態(tài)鋰離子電池用鋰鹽電解質(zhì)包裹在聚合物中形成，其室溫離子電導(dǎo)率高，制備簡單，是目前研究廣泛而且有希望馬上能夠商品化的一類聚合物電解質(zhì)。凝膠態(tài)和多孔型聚合物電解質(zhì)含有大量的液體增塑劑，雖然電導(dǎo)率較高，但還存在包液不穩(wěn)定、機械性能差等缺點。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是制得電導(dǎo)率高、性能穩(wěn)定的可充鋰離子電池聚合物電解質(zhì)及其制備方法。
本發(fā)明的可充鋰離子電池聚合物電解質(zhì)組成如下聚丙烯酸酯基烷氧基硅氧烷(PAAOS)形成的聚合物5-90wt.％可充鋰離子電池液態(tài)電解質(zhì)10-95wt.％
PAAOS的結(jié)構(gòu)用式[SiOd(OH)e(OR2)f(O(CH2CH2O)nCOCR1＝CH2)g]k表示，R1＝H或CH3，n＝1～7，R2＝CH3，CH2CH3。
本發(fā)明的電解質(zhì)配方中加入適量的聚乙二醇二丙烯酸酯(PEGDA)，形成的聚合物可以改善聚合物電解質(zhì)的脆性，各組份的含量如下PAAOS與聚乙二醇二丙烯酸酯(PEGDA)形成的聚合物8-90wt.％；PEGDA在形成的聚合物中占17-67wt.％；可充鋰離子電池液態(tài)電解質(zhì)10-92wt.％；PEGDA的分子式CH2＝CR1COO(CH2CH2O)nCOCR1＝CH2，其中R1＝H或CH3，n＝3～16。
本發(fā)明制備的是一種凝膠態(tài)無機-有機雜化聚合物電解質(zhì)。無機-有機雜化聚合物的預(yù)聚體與鋰離子電池液態(tài)電解質(zhì)、光引發(fā)劑混合后經(jīng)紫外光輻射聚合制備凝膠態(tài)聚合物電解質(zhì)。在配方中加入適量聚乙二醇二丙烯酸酯(poly(ethylene glycol)diacrylates，PEGDA)可以改善聚合物電解質(zhì)的脆性。在無機-有機雜化聚合物中，無機部分和有機部分是以化學(xué)鍵相連，具有結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，熱性能和機械性能穩(wěn)定，聚合前后收縮率小，尺寸穩(wěn)定，包液能力強及電導(dǎo)率高等優(yōu)點，因此無機-有機雜化聚合物是一種理想的制備聚合物電解質(zhì)的材料。
本發(fā)明聚合物電解質(zhì)通過紫外光固化技術(shù)制備，一步法成型，工藝簡單、效率高、無污染。
本發(fā)明所用的無機-有機雜化聚合物的預(yù)聚體通過兩步法制備，第一步用烷氧基硅化合物通過溶膠-凝膠反應(yīng)制備聚烷氧基硅氧烷(polyalkoxysiloxane，PAOS)，第二步用含羥基的丙烯酸酯化合物將聚烷氧基硅氧烷的烷氧基端基轉(zhuǎn)換為丙烯酸酯基，從而得到紫外光固化預(yù)聚體聚丙烯酸酯基烷氧基硅氧烷(polyacrylalkoxysiloxane，PAAOS)。
1.凝膠態(tài)無機-有機雜化聚合物電解質(zhì)的制備將可紫外光固化的預(yù)聚體PAAOS與光引發(fā)劑混合均勻，再與不同量的鋰離子電池液態(tài)電解質(zhì)混合均勻，涂到玻璃片上或直接滴加到不銹鋼扣式電池中，經(jīng)紫外光照0.5-5分鐘，制得凝膠態(tài)無機-有機聚合物電解質(zhì)。
鋰離子電池液態(tài)電解質(zhì)為1M LiPF6，EC∶DEC∶DMC＝1∶1∶1w/w；1M LiPF6，EC∶DEC＝1∶1w/w；1M LiPF6，EC∶PC＝1∶1w/w；1M LiPF6，EC∶DEC∶PC＝1∶1∶1w/w；1M LiPF6，EC∶DEC∶DMC∶VC＝32∶32∶32∶4w/w，其用量占凝膠態(tài)聚合物電解質(zhì)總重的6wt.％-95wt.％。
PAAOS形成的聚合物占凝膠態(tài)聚合物電解質(zhì)總重的5wt.％-90wt.％。聚合物在凝膠聚合物電解質(zhì)中含量為5wt.％時已能形成凝膠態(tài)，室溫電導(dǎo)率接近所用液態(tài)電解質(zhì)的電導(dǎo)率。PAAOS經(jīng)紫外光輻照可形成三維網(wǎng)絡(luò)聚合物，其包液能力遠遠大于由聚乙二醇二丙烯酸酯形成的聚合物(聚乙二醇二丙烯酸酯的含量要大于10wt.％才會與液態(tài)電解質(zhì)形成穩(wěn)定的凝膠)。而且隨著預(yù)聚體丙烯酸酯端基的增多，聚合速率增大，包液能力增加，但聚合物電解質(zhì)的脆性也隨之增加。
加入適量聚乙二醇二丙烯酸酯(PEGDA)可以改善電解質(zhì)的脆性。PEGDA的加入量占可聚合單體重量的17-67wt％。PEGDA的分子式CH2＝CR1COO(CH2CH2O)nCOCR1＝CH2，其中R1＝H或CH3，n＝3～16。PEGDA用量太多會影響聚合物的包液能力和電解質(zhì)的尺寸穩(wěn)定性。聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯甲基醚(methoxy poly(ethylene glycol)(meth)acrylate，MPEGA)由于固化速度較慢，不宜加入。PEGDA包液能力小于PAAOS，因此PAAOS與PEGDA形成的聚合物占凝膠聚合物電解質(zhì)總重的8wt.％-90wt.％。
所用光引發(fā)劑為1-羥基環(huán)己基苯乙酮(商品名Iragacure 184)或α，α-二甲基-α-羥基苯乙酮(商品名Darocure 1173)，光引發(fā)劑的用量一般為可聚合化合物重量的4-8wt.％。上述PAAOS、PEGDA均可用現(xiàn)有技術(shù)方法獲得，PEGDA有市售商品，PAAOS也可用下述方法獲得。
2.紫外光固化預(yù)聚體聚丙烯酸酯基烷氧基硅氧烷(PAAOS)的制備預(yù)聚體PAAOS的制備分為兩步，第一步用烷氧基硅化合物通過溶膠-凝膠反應(yīng)制備聚烷氧基硅氧烷(polyalkoxysiloxane，PAOS)，第二步用含羥基的丙烯酸酯化合物將PAOS的烷氧基端基轉(zhuǎn)換為丙烯酸酯基，得到PAAOS。
2.1 PAOS的制備聚烷氧基硅氧烷是烷氧基硅化合物在溶劑、催化劑存在下，通過溶膠-凝膠反應(yīng)制備的。產(chǎn)物聚烷氧基硅氧烷(PAOS)的結(jié)構(gòu)可用式[SiOa(OH)b(OR)c]n表示，R＝CH3，CH2CH3。進行分子量、二氧化硅含量、羥基含量測定，可計算出式中的a，b，c，n值，從而確定產(chǎn)物分子的結(jié)構(gòu)組成。結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。
最常用的烷氧基硅化合物有兩種正硅酸甲酯(tetramethoxysilane，TMOS)和正硅酸乙酯(tetraethoxysilane，TEOS)，分子式分別為Si(OCH3)4，Si(OCH2CH3)4。TEOS反應(yīng)活性較小，反應(yīng)速度較慢，易于控制，重復(fù)性好，產(chǎn)物的二氧化硅含量較低。TMOS反應(yīng)活性高，反應(yīng)較難控制，反應(yīng)重復(fù)性較差，易發(fā)生凝膠化，產(chǎn)物分子量分布較寬，但產(chǎn)物二氧化硅含量高。
烷氧基硅化合物的水解度由水的加入量來控制。水解度是指水解縮合的甲氧基數(shù)占反應(yīng)前甲氧基總數(shù)的比例，烷氧基全部水解縮合時，水解度為100％。一般選擇水解度為20～80％，最佳值在40～60％。低于20％，則單體殘留量多，產(chǎn)率低，高于80％，易發(fā)生凝膠。所以水的用量一般是烷氧基硅化合物摩爾數(shù)的0.4-1.6倍，最好是0.8-1.2倍。
烷氧基硅化合物的水解縮合反應(yīng)既可以用酸催化也可以用堿催化。酸催化水解快而縮合慢，堿催化則正好相反。堿催化得到的顆粒多在微米級，酸催化得到的粒子則在100nm以下，而且酸催化有利于顆粒大小的控制。酸催化劑可以是無機酸如鹽酸、硫酸、硝酸、磷酸等，也可以是有機酸，如甲酸、乙酸、馬來酸、苯磺酸等。堿催化劑可以是氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化鈣、氨，或有機金屬、金屬氧化物、有機錫化合物等。催化劑的用量一般是烷氧基硅化合物摩爾數(shù)的1×10-5到1×10-3倍。
反應(yīng)溶劑一般是醇、醚、酮等有機溶劑，考慮到溶劑的易除去性及易回收性，一般選擇與烷氧基硅化合物水解縮合副產(chǎn)物相同的溶劑。如正硅酸甲酯的反應(yīng)最好選擇甲醇作溶劑，正硅酸乙酯的反應(yīng)最好選擇乙醇作溶劑。溶劑的量一般為反應(yīng)物重量的0.1到10倍，最好為0.5到1倍。
反應(yīng)溫度一般接近溶劑的沸點或副產(chǎn)物的沸點，反應(yīng)時間一般為0.1到10小時，大多在1到5小時。
烷氧基硅化合物有毒，閃點低，蒸氣刺激眼睛，而且其活性較大，在固化配方中若有殘余，會使產(chǎn)物的儲存穩(wěn)定性降低，并影響材料的性能。一般要求產(chǎn)物中的殘余單體量應(yīng)小于1％，最好不要超過0.3wt％。去除殘余單體的方法有閃蒸、真空蒸餾或吹入惰性氣流如N2、CO2、Ar、He等。
2.2 PAAOS的制備用含羥基的丙烯酸酯化合物通過酯交換反應(yīng)使PAOS的部分端基變?yōu)榭煞磻?yīng)的丙烯酸酯基，得到可光固化的產(chǎn)物聚丙烯酸酯基烷氧基硅氧烷(PAAOS)。酯交換反應(yīng)操作簡單，無需溶劑，而且產(chǎn)物端基中丙烯酰基的比例易于控制，有利于交聯(lián)密度的控制。
PAAOS的結(jié)構(gòu)可用式[SiOd(OH)e(OR2)f(O(CH2CH2O)nCOCR1＝CH2)g]k表示，其中R1＝H或CH3，n＝1～7，R2＝CH3，CH2CH3。通過進行分子量、二氧化硅含量、羥基含量測定，可計算出式中的d、e、f、g、k的值，從而確定產(chǎn)物分子的結(jié)構(gòu)組成。結(jié)構(gòu)示意圖如圖2所示。
含羥基的丙烯酸酯化合物分子式為HO(CH2CH2O)nCOCR1＝CH2，其中R1＝H或CH3，n＝1～7。n較小時，粘度較小，反應(yīng)速度快，轉(zhuǎn)化率較高，殘余的反應(yīng)物易減壓除去。當(dāng)R1＝H，n＝1時為丙烯酸-2-羥乙酯(HEA)，是較多選用的反應(yīng)物。n較大時，氧化乙烯鏈段較多，所得聚合物脆性較小，但殘余反應(yīng)物較難除去。
含羥基的丙烯酸酯化合物的用量一般是PAOS摩爾數(shù)的1-8倍，最好是2-5倍。用量太少，則產(chǎn)物PAAOS的可光聚合的官能團太少，難以形成較好的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，包液能力下降；用量太多，轉(zhuǎn)化率下降，且產(chǎn)物PAAOS的可光聚合的官能團太多，形成的聚合物太脆。
酯交換反應(yīng)無需溶劑，須加入催化劑和阻聚劑，反應(yīng)溫度80-90℃。催化劑一般是有機錫類化合物，如二月桂酸二丁基錫、二乙酸二丁基錫。阻聚劑可選用氫醌單甲醚、氫醌、對苯二酚等。反應(yīng)溫度80-90℃，溫度太高，可能發(fā)生聚合或凝膠，溫度太低，則反應(yīng)太慢，轉(zhuǎn)化率低。
本發(fā)明的電解質(zhì)主要應(yīng)用于可充鋰或鋰離子電池的電解質(zhì)及其材料。
本發(fā)明通過紫外光固化技術(shù)制備的凝膠態(tài)無機-有機雜化聚合物電解質(zhì)，具有熱性能和機械性能穩(wěn)定，聚合前后收縮率小，尺寸穩(wěn)定，包液量大及電導(dǎo)率高等優(yōu)點，制備時一步法成型，工藝簡單、效率高、無污染。


圖1是聚烷氧基硅氧烷(PAOS)結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是聚丙烯酸酯基烷氧基硅氧烷(PAAOS)結(jié)構(gòu)示意圖具體實施方式
實例1聚甲氧基硅氧烷(PMOS)的制備在裝有溫度計、機械攪拌、回流管的四口反應(yīng)瓶中放入152gTMOS(1mol)和128g甲醇，攪拌混合均勻。將含水18g、HCl 2×10-4mol的鹽酸放入滴液漏斗中。劇烈攪拌下，將鹽酸緩慢滴入反應(yīng)瓶中，約需1小時。滴加完畢后，升溫至回流溫度?；亓鞣磻?yīng)2小時后，蒸甲醇至130℃。然后將溫度升至150℃，通入干燥的氮氣流，保持3小時。冷卻到室溫，得到無色澄清的液態(tài)產(chǎn)物PMOS 104.0g，反應(yīng)產(chǎn)率97.2％。經(jīng)表征后產(chǎn)物分子量為1027，分子結(jié)構(gòu)可表示為[SiO0.9769(OH)0.0585(OCH3)1.991]9.650。
在聚甲氧基硅氧烷的制備中，水的量不同，反應(yīng)產(chǎn)率及產(chǎn)物分子量和分子式也不同，如表1所示。
表1 反應(yīng)物水的量、反應(yīng)產(chǎn)率及產(chǎn)物PMOS分子量和分子式PMOS H2O/TMOS產(chǎn)率 分子量 分子式(molar (％) Mnratio)S-10.8 81.5 746 [SiO0.7750(OH)0.1050(OCH3)2.345]6.487S-20.9 89.6 846 [SiO0.9035(OH)0.0549(OCH3)2.138]7.707S-31.0 97.2 1027 [SiO0.9769(OH)0.0585(OCH3)1.991]9.650S-41.1 99.2 1393 [SiO1.0060(OH)0.0727(OCH3)0.916]13.29S-51.2 99.8 2015 [SiO1.3560(OH)0.0935(OCH3)0.816]27.16實例2聚丙烯?；谆柩跬?PAMOS)的制備10g PMOS(S-3)中加入HEA 9.28g(0.08mol)、催化劑二月桂酸二丁基錫200ppm和催化劑氫醌單甲醚200ppm，加熱至90℃反應(yīng)12h后，將未反應(yīng)的HEA減壓脫除，冷卻，得到無色澄清的產(chǎn)物PAMOS 15.02g，HEA的轉(zhuǎn)化率74.84％。經(jīng)表征后產(chǎn)物分子量為1543，分子結(jié)構(gòu)可表示為[SiO0.907(OH)0.153(OCH3)1.385(OCH2CH2OCOCH＝CH2)0.648]9.486。
同樣重量的10g PMOS(S-3)加入不同重量的HEA，所得產(chǎn)物PAMOS的分子量和結(jié)構(gòu)不同，如表2所示。
表2不同反應(yīng)配比所得的產(chǎn)物PAMOS的分子量和分子式PAMO HEA/S-3分子量 分子式S (weight Mnratio)SE-1 0.232 1198 [SiO0.972(OH)0.043(OCH3)1.826(OCH2CH2OCOCH＝CH2)0.188]9.769SE-2 0.464 1389 [SiO0.951(OH)0.067(OCH3)1.667(OCH2CH2OCOCH＝CH2)0.365]10.06SE-3 0.703 1519 [SiO0.950(OH)0.137(OCH3)1.438(OCH2CH2OCOCH＝CH2)0.525]10.10SE-4 1.044 1683 [SiO0.938(OH)0.118(OCH3)1.402(OCH2CH2OCOCH＝CH2)0.604]10.65SE-5 1.740 1907 [SiO0.964(OH)0.074(OCH3)1.285(OCH2CH2OCOCH＝CH2)0.712]11.45
實例3 凝膠態(tài)無機-有機雜化聚合物電解質(zhì)的制備SE-2與5wt.％的光引發(fā)劑Iragacure 184混合均勻，再與不同量的鋰離子電池液態(tài)電解質(zhì)(1MLiPF6，EC∶DEC∶DMC＝1∶1∶1w/w)混合均勻，滴入不銹鋼扣式電池殼內(nèi)，經(jīng)紫外光照0.5-3分鐘。將制備在扣式電池殼內(nèi)的凝膠聚合物電解質(zhì)，蓋上不銹鋼蓋，封裝，然后測試電導(dǎo)率。結(jié)果見表4。
表4凝膠聚合物電解質(zhì)組成及室溫電導(dǎo)率編號聚合物含量 液態(tài)電解質(zhì)含量室溫電導(dǎo)率1M LiPF6，EC∶DEC∶DMC＝1∶1∶1 (Scm-1)w/w1#5wt.％95wt.％8.42×10-32#10wt.％ 90wt.％3.59×10-33#20wt.％ 80wt.％4.23×10-34#30wt.％ 70wt.％2.69×10-35#50wt.％ 50wt.％6.22×10-46#70wt.％ 30wt.％8.36×10-57#90wt.％ 10wt.％3.12×10-5實例4 凝膠態(tài)無機-有機雜化聚合物電解質(zhì)的制備將PAAOS樣品SE-3 1.0g、分子量為的575的PEGDA 1.0g、鋰離子電池液態(tài)電解質(zhì)(1MLiPF6，EC∶DEC∶DMC＝1∶1∶1w/w)18.0g及Iragaeure 184 0.1g混合均勻，滴入不銹鋼扣式電池殼內(nèi)，經(jīng)500瓦高壓汞燈照射2min。將制備在扣式電池殼內(nèi)的凝膠聚合物電解質(zhì)，蓋上不銹鋼蓋，封裝，然后測試電導(dǎo)率為3.1×10-3S cm-1。
比較例1將PAAOS樣品SE-3 1.0g、分子量為的575的PEGDA 1.0g、鋰離子電池液態(tài)電解質(zhì)(1MLiPF6，EC∶DEC∶DMC＝1∶1∶1w/w)38.0g及Iragacure 184 0.1g混合均勻，滴入不銹鋼扣式電池殼內(nèi)，經(jīng)500瓦高壓汞燈照射3min?；旌弦弘m然粘度變大，但仍能流動，無法凝膠化。
權(quán)利要求
1.一種可充鋰離子電池聚合物電解質(zhì)，其特征是該電解質(zhì)的組成如下聚丙烯酸酯基烷氧基硅氧烷(PAAOS)形成的聚合物5-90wt.％；可充鋰離子電池液態(tài)電解質(zhì)10-95wt.％；PAAOS的結(jié)構(gòu)用式[SiOd(OH)e(OR2)f(O(CH2CH2O)nCOCR1＝CH2)g]k表示，R1＝H或CH3，n＝1～7，R2＝CH3，CH2CH3。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可充鋰離子電池聚合物電解質(zhì)，其特征是該電解質(zhì)的組成如下PAAOS與聚乙二醇二丙烯酸酯(PEGDA)形成的聚合物8-90wt.％；PEGDA在形成的聚合物中占17-67wt.％；可充鋰離子電池液態(tài)電解質(zhì)10-92wt.％；PEGDA的分子式CH2＝CR1COO(CH2CH2O)nCOCR1＝CH2，其中R1＝H或CH3，n＝3～16。
3.一種可充鋰離子電池聚合物電解質(zhì)的制備方法，其特征是該電解質(zhì)通過PAAOS、紫外光引發(fā)劑和可充鋰離子電池液態(tài)電解質(zhì)經(jīng)紫外光輻射制備而得，紫外光固化配方PAAOS5-90wt.％可充鋰離子電池液態(tài)電解質(zhì)6-95wt.％；光引發(fā)劑的用量是PAAOS重量的4-8wt.％。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的可充鋰離子電池聚合物電解質(zhì)的制備方法，其特征是反應(yīng)物中加入適量的聚乙二醇二丙烯酸酯(PEGDA)，PEGDA的加入量占可聚合單體重量的17-67wt％。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的可充鋰離子電池聚合物電解質(zhì)材料的制備方法，其特征是紫外光固化引發(fā)劑是1-羥基環(huán)己基苯乙酮或α，α-二甲基-α-羥基苯乙酮，用量是可聚合單體重量的4-8wt.％。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的可充鋰離子電池聚合物電解質(zhì)的制備方法，其特征是紫外燈功率為20-100W/cm，氣氛溫度為10-70℃，光照時間0.5-3min。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的可充鋰離子電池聚合物電解質(zhì)的制備方法，其特征是預(yù)聚物聚丙烯酸酯基烷氧基硅氧烷(PAAOS)的制備方法用烷氧基硅化合物通過溶膠-凝膠反應(yīng)制備聚烷氧基硅氧烷(PAOS)，然后用含羥基的丙烯酸酯化合物將聚烷氧基硅氧烷的部分烷氧基端基轉(zhuǎn)換為丙烯酸酯基，從而得到紫外光固化預(yù)聚體聚丙烯酸酯基烷氧基硅氧烷(PAAOS)；烷氧基硅化合物是正硅酸甲酯(TMOS)或正硅酸乙酯(TEOS)，分子式分別為Si(OCH3)4，Si(OCH2CH3)4。PAOS的結(jié)構(gòu)用式[SiOa(OH)b(OR)c]n表示，R＝CH3，CH2CH3。含羥基的丙烯酸酯化合物結(jié)構(gòu)式為HO(CH2CH2O)nCOCR1＝CH2，其中R1＝H或CH3，n＝1～7。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的預(yù)聚物聚丙烯酸酯基烷氧基硅氧烷(PAAOS)的制備方法，其特征是聚烷氧基硅氧烷(PAOS)的制備如下烷氧基硅化合物在溶劑、催化劑下通過溶膠-凝膠反應(yīng)制得，烷氧基化合物水解縮合時加入的水量是烷氧基化合物摩爾數(shù)的0.4-1.6倍，催化劑是酸或堿，用量是烷氧基化合物摩爾數(shù)的1×10-5到1×10-3倍，反應(yīng)溶劑是醇或醚或酮，用量是烷氧基化合物摩爾數(shù)的0.1-10倍，反應(yīng)時間0.1-10小時。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的聚烷氧基硅氧烷(PAOS)的制備方法，其特征是烷氧基硅化合物水解縮合時加入的水量是其摩爾數(shù)的0.8-1.2倍。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的聚烷氧基硅氧烷(PAOS)的制備方法，其特征是反應(yīng)溶劑是醇，用量是烷氧基硅化合物重量的0.5-1倍。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的聚烷氧基硅氧烷(PAOS)的制備方法，其特征是反應(yīng)時間1-5小時。
12.根據(jù)權(quán)利要求7所述的預(yù)聚物聚丙烯酸酯基烷氧基硅氧烷(PAAOS)的制備方法，其特征是用含羥基的丙烯酸酯化合物將聚烷氧基硅氧烷(PAOS)的烷氧基端基轉(zhuǎn)換為丙烯酸酯基時，含羥基的丙烯酸酯化合物用量是PAOS摩爾數(shù)的1-8倍，反應(yīng)溫度80-90℃，催化劑是有機錫類化合物，阻聚劑是醌或醚或酚。
13.根據(jù)權(quán)利要求1，3所述的可充鋰離子電池聚合物電解質(zhì)及其材料作為制備可充鋰或鋰離子電池電解質(zhì)的應(yīng)用。
全文摘要
本發(fā)明是一種可充鋰離子電池聚合物電解質(zhì)及其制備方法?，F(xiàn)有技術(shù)存在包液不穩(wěn)定、機械性能差等不足。聚合物電解質(zhì)替代液態(tài)電解質(zhì)應(yīng)用于鋰離子電池有利于制備安全、質(zhì)輕、高能量密度及形狀各異的電池。本發(fā)明通過紫外光輻射引發(fā)聚合制備了凝膠態(tài)無機－有機雜化聚合物電解質(zhì)，此類聚合物電解質(zhì)室溫下無定形，電導(dǎo)率高，熱性能和機械性能穩(wěn)定。紫外光固化方法一步成型，工藝簡單、效率高、無污染。無機－有機雜化聚合物的預(yù)聚體是通過烷氧基硅化合物溶膠－凝膠反應(yīng)后再進行端基改造制備的。室溫離子電導(dǎo)率達到8.4×10
文檔編號H01M10/40GK1529385SQ200310107849
公開日2004年9月15日 申請日期2003年10月10日 優(yōu)先權(quán)日2003年10月10日
發(fā)明者邱瑋麗, 楊清河, 馬曉華, 付延鮑, 宗祥福 申請人:復(fù)旦大學(xué)