用于锂二次电池的电解质的组合物、凝胶聚合物电解质和包括凝胶聚合物电解质的锂二次电池的制作方法

本申请要求于2020年12月24日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2020-0183054号的优先权，将上述专利申请的公开内容作为整体结合在此。本发明涉及用于锂二次电池的电解质的组合物、包括该组合物的聚合反应物的凝胶聚合物电解质、以及包括该凝胶聚合物电解质的锂二次电池。

背景技术：

1、利用锂离子在负极和正极中的嵌入和脱嵌引起的氧化/还原反应产生或消耗电能的原理的锂二次电池的应用正在迅速扩展，锂二次电池不仅作为手机、笔记本电脑、数码相机、摄像机等的便携式电源，而且作为电动工具(powertool)、电动自行车、混合动力电动车辆(hybrid electric vehicle，hev)、插电式hev(plug-in hev，phev)等的中大型电源。随着应用领域的扩展和需求的增加，电池的外形和尺寸发生了各种变化，并且需要比传统的小型电池更优异的性能和稳定性。

2、主要使用将盐溶解在非水有机溶剂中的离子传导性非水电解质溶液，但该非水电解质溶液的缺点在于：电极材料劣化和有机溶剂挥发的可能性高，并且由于环境温度和电池本身温度的升高引起的燃烧导致其安全性低。

3、因此，需要开发一种用于锂二次电池的电解质，在这种电解质中，通过补偿这些缺点确保了性能和安全性。

技术实现思路

1、技术问题

2、本发明的一个方面提供了一种具有改进的寿命特性和安全性的用于锂二次电池的电解质的组合物、包括该组合物的聚合反应物的凝胶聚合物电解质、以及包括该凝胶聚合物电解质的锂二次电池。

3、技术方案

4、根据本发明的一个方面，提供了一种用于锂二次电池的电解质的组合物，该组合物包括锂盐，

5、聚碳酸亚烷基酯类第一聚合物，其具有1,000g/mol至1,500,000g/mol的重均分子量，

6、聚碳酸丙烯酯类第二聚合物，其包括由下式2表示的单元并且具有200g/mol至1,000g/mol的重均分子量，和

7、有机溶剂，其中

8、所述第二聚合物的重均分子量在所述第一聚合物的重均分子量的1/3,000至1/3的范围内，并且

9、基于所述组合物的总重量，所述第一聚合物的量在0.1重量％至30重量％的范围内。

10、[式2]

11、

12、在上式2中，

13、r5至r8彼此相同或不同且各自独立地为氢、或具有1-5个碳原子的烷基，并且r5至r8中的至少一个为具有1-5个碳原子的烷基，

14、*是与聚合物的主链或端基连接的位点，并且

15、h为重复数，且为1-200中的任意一个整数。

16、根据本发明的另一方面，提供了一种用于锂二次电池的凝胶聚合物电解质，所述凝胶聚合物电解质包括所述用于锂二次电池的电解质的组合物的聚合反应物。

17、根据本发明的另一方面，提供了一种锂二次电池，所述锂二次电池包括：包含正极活性材料的正极、包含负极活性材料的负极、插置于所述正极和所述负极之间的隔板、以及所述用于锂二次电池的凝胶聚合物电解质。

18、有益效果

19、根据本发明的用于锂二次电池的电解质的组合物包括聚碳酸亚烷基酯类聚合物，因此可具有改善的润湿性，并且还包括聚碳酸丙烯酯(ppc)类化合物，其具有比所述聚合物更低的分子量，因此，由于在所述聚合物和所述化合物之间形成semi-ipn，因而具有提高电池安全性的效果。

技术特征：

1.一种用于锂二次电池的电解质的组合物，包括：

2.根据权利要求1所述的组合物，其中所述第一聚合物包括由下式1表示的单元：

3.根据权利要求2所述的组合物，其中所述第一聚合物包括由下式3表示的单元：

4.根据权利要求3所述的组合物，其中所述b由下式b-1表示：

5.根据权利要求1所述的组合物，其中所述第一聚合物由下式3-1或式3-2表示：

6.根据权利要求1所述的组合物，其中所述第二聚合物的重均分子量在所述第一聚合物的重均分子量的1/1，000至1/4的范围内。

7.根据权利要求1所述的组合物，其中基于所述组合物的总重量，所述第一聚合物的量在0.1重量％至20重量％的范围内。

8.根据权利要求1所述的组合物，其中基于所述第一聚合物的总重量，所述第二聚合物的量在0.01重量％至50重量％的范围内。

9.根据权利要求1所述的组合物，其中基于所述第一聚合物的总重量，所述第二聚合物的量在0.02重量％至40重量％的范围内。

10.根据权利要求1所述的组合物，其中所述组合物进一步包括聚合引发剂。

11.一种用于锂二次电池的凝胶聚合物电解质，所述凝胶聚合物电解质包括权利要求1所述的用于电解质的组合物的聚合反应物。

12.一种锂二次电池，包括：

技术总结
本发明涉及用于锂二次电池的电解质的组合物、包括该组合物的聚合反应物的凝胶聚合物电解质、和包括该凝胶聚合物电解质的锂二次电池，该组合物包括锂盐、具有1,000g/mol至1,500,000g/mol的重均分子量的聚碳酸亚烷基酯类第一聚合物、包括由式2表示的单元并且具有200g/mol至1,000g/mol的重均分子量的聚碳酸丙烯酯类第二聚合物、以及有机溶剂，其中第二聚合物的重均分子量在第一聚合物的重均分子量的1/3,000至1/3的范围内，并且基于该组合物的总重量，第一聚合物的量在0.1重量％至30重量％的范围内。

技术研发人员：申元景,李哲行,安庆昊,金珉廷,李沅泰,池守贤
受保护的技术使用者：株式会社LG新能源
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12