一种聚芳醚酮单离子聚合物和单离子凝胶聚合物电解质的制作方法

文档序号:22434419发布日期:2020-10-02 10:23阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种聚芳醚酮单离子聚合物,具有如下式(ii)的结构式:

其中,r1、r2、r3、r4独立选自c1-c6的烷基、c1-c6的烷氧基、c1-c6的卤代烷、c1-c6的羧基、c0-c6的胺;r5、r6独立选自为c1-c6的烷基、c1-c6的烷氧基、c1-c6的卤代烷、条件是且r5、r6中至少有一个为其中n为4-7的整数,*表示连接位点;x:y为3:7至7:3。

2.如权利要求1所述的聚芳醚酮单离子聚合物,其特征在于,所述聚芳醚酮单离子聚合物的数均分子量为30000-50000g/mol,优选为35000-42000g/mol。

3.如权利要求1所述的聚芳醚酮单离子聚合物,其特征在于,所述c1-c6的烷基选自甲基,乙基,丙基,丁基,戊基,己基;所述c1-c6的卤代烷选自三氟甲基,三氯甲基;所述c1-c6的羧酸选自甲酸基,乙酸基,丙酸基;所述c1-c6的烷氧基选自甲氧基,乙氧基,丙氧基,丁氧基,戊氧基,己氧基;所述c0-c6的胺选自氨基,甲胺基,乙胺基,丙胺基,丁胺基。

4.如权利要求1所述的聚芳醚酮单离子聚合物,具有如下结构式(i):

5.权利要求1-4任一项所述聚芳醚酮单离子聚合物的制备方法,包括以下步骤:按照摩尔比为1:0.5~3将烯丙基侧基聚芳醚酮和苯乙烯磺酰(三氟甲磺酰)亚胺锂溶于n,n-二甲基乙酰胺溶液中,再加入引发剂,50-85℃下进行接枝反应后获得聚芳醚酮单离子聚合物;

所述烯丙基侧基聚芳醚酮的化学结构为:

其中,r7、r8独立选自为c1-c6的烷基、c1-c6的烷氧基、c1-c6的卤代烷,c2-c5烯基;条件是r7、r8中至少一个选自c2-c5烯基。

6.如权利要求5所述的制备方法,其特征在于,所述烯丙基侧基聚芳醚酮和苯乙烯磺酰(三氟甲磺酰)亚胺锂的摩尔比为1:0.6~2。

7.如权利要求5所述的制备方法,其特征在于,所述烯丙基侧基聚芳醚酮通过包括以下步骤的制备方法制得:按照摩尔比为3~7:10:3~7将六氟双酚a、4,4'-二氟二苯甲酮和二烯丙基双酚a混合,其中六氟双酚a和二烯丙基双酚a的物质的量总和和4,4'-二氟二苯甲酮物质的量之比为1:1-1.2,再加入催化剂,溶剂和共沸脱水剂通入氮气搅拌后升温至145~175℃反应10h,获得粘稠溶液,经过后处理得到烯丙基侧基聚芳醚酮。

8.权利要求4所述式(i)聚芳醚酮单离子聚合物的制备方法,合成路线如下:

9.权利要求1-4任一项所述聚芳醚酮单离子聚合物作为凝胶聚合物电解质在锂电池的应用。

10.如权利要求9所述的应用,其特征在于,所述凝胶聚合物电解质通过包括以下步骤的制备方法制得:

(s1)将前述制得的聚芳醚酮单离子聚合物与功能性聚合物溶于溶剂中,聚芳醚酮单离子聚合物占聚芳醚酮单离子聚合物与功能性聚合物质量总和的45-65%,成膜后获得聚芳醚酮单离子聚合物电解质;

(s2)将步骤(s1)获得的聚芳醚酮单离子聚合物电解质在增塑剂中浸润后获得聚芳醚酮单离子凝胶聚合物电解质。


技术总结
本发明提供了一种聚芳醚酮单离子聚合物,具有如下式(II)的结构式。本发明将具有高解离度的有机锂盐苯乙烯磺酰(三氟甲磺酰)亚胺锂(LiSTFSI)接枝在聚芳醚酮上,使阴离子固定在聚芳醚酮基体上,因此体系中只有锂离子移动,从而提高电池的电化学性能和稳定性。本发明还提供了一种单离子凝胶聚合物电解质,将聚芳醚酮单离子聚合物与功能性聚合物进行溶液共混之后再加入适量增塑剂制得。所制得的单离子凝胶聚合物电解质使锂离子电导率和热稳定性都得到了很大的提升,具有优异和稳定的电池性能及广泛的应用前景。

技术研发人员:呼微;尤莹雪;朱广山;谢海明;卢云峰;刘佰军
受保护的技术使用者:东北师范大学
技术研发日:2020.06.30
技术公布日:2020.10.02
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