P.New polymer electrolyte nanocomposites:MeIt intercalation of poly(ethylene oxide) in mica-type silicates.Adv.Mater.1995,7,154.
[0194] b)Wong，S.&Zax，D.B.What do MVIR linewidths tell us?Dynamics of alkali cations in a PEO-based nanocomposite polymer electrolyte.Electrochim.Acta.1997,42,3513.
[0195] c)Bujdak,J.,Hackett,E.&Giannelis,E.P.Effect of layer charge on the intercalation of poly(ethylene oxide)in layered silicates: Implications on nanocomposite polymer electrolytes.Chem.Mater.2000,12,2168.
[0196] d)Capiglia，C·，Mustarel1i，P·，Quartarone，E·，Tomasi，C·&Magistris， A.Effects of nanoscale Si02 on the thermal and transport properties of solvent-free,poly(ethylene oxide)(PEO)-based polymer electrolytes.Solid State Ion.1999,118,73.
[0197] e)Croce,F.,Appetecchi,G.B.,Persi,L.&Scrosati,B.Nanocomposite polymer electrolytes for lithium batteries.Nature1998,394,456〇
[0198] f)Forsyth,M.et al. The effect of nano-particle Ti02 fillers on structure and transport in polymer electrolytes.Solid State Ion.2002，147，203〇
[0199] [9]Aryanfar，A·，rooks，P·，Merinov，B·V·，Goddard，W.A.，Colussi，A.J.， Hoffmann，M.R.，J.Phys.Chem.Lett.2014,5,1721。
[0200] [10]Bonnet J.P.，Bouchet，R.，Aboulaich，A.，Gigmes，D.Maria，S.，Bertin，D.， Armand,M.Phan,T.,Meziani,R.Block copolymer including a polyanion based on a TFSI anion monomers:A battery electrolyte,W02013034848〇
[0201] [ll]Murata，K.，Izuchi，S.&Yoshihisa ,Y.An overview of the research and development of solid polymer electrolyte batteries.Electrochim.Acta 2000,45, 1501。
【主权项】
1. 式(I)的二(苯乙締基横酷亚胺)盐：其中r为Li+或Na+。2. 式(I)的二(苯乙締基横酷亚胺)盐，其中Μ为裡。3. 权利要求1的二(苯乙締基横酷亚胺)盐在固体导电聚合物的制备中作为交联单体的 用途。4. 权利要求1的二(苯乙締基横酷亚胺)盐在固体聚合物电解质的制备中作为交联单体 的用途。5. 通过将权利要求1的二(苯乙締基横酷亚胺)盐作为交联单体与碱金属乙締基横酸盐 单体和自由基引发剂共聚而制备的固体单离子导电聚合物，其中所述自由基引发剂选自光 引发剂、热引发剂及其组合。6. 权利要求5的固体单离子导电聚合物，其中该聚合物为固体聚合物电解质。7. 权利要求5的固体单离子导电聚合物，其中使用丙締酸醋单体。8. 权利要求7的固体单离子导电聚合物，其中所述丙締酸醋单体为甲基丙締酸醋单体。9. 权利要求8的固体单离子导电聚合物，其中所述丙締酸醋单体为甲基丙締酸甲醋。10. 权利要求5的固体单离子导电聚合物，其中所述乙締基横酸盐单体为苯乙締横酸 盐。11. 权利要求5的固体单离子导电聚合物，其中所述自由基引发剂为光引发剂或光引发 剂与热引发剂的组合。12. 权利要求5的固体单离子导电聚合物，其中所述自由基引发剂包括光引发剂，该光 引发剂选自α-径基酬、二苯甲酬、苄基衍生物、嚷吨酬、乙酷基麟、烷氧基胺和酷基麟氧化 物。13. 权利要求12的固体单离子导电聚合物，其中所述光引发剂由式（II)的酷基麟氧化 物光引发剂组成或含有式(II)的酷基麟氧化物光引发剂：其中 η 为 1-6， m为1或2， X为氧或硫， Ri 为-C(R4)3,其中 如果n=l， 则所有R4相互独立地选自： -H， -芳族基团 -链締基，和 -脂族基团，其中脂族基团可W是未支化或支化的，未被取代或被一个或多个如下基团 取代:芳族基团、杂芳族基团、杂环基团、酸(聚乙二醇或聚氧乙締）、砸化物、径基、硫醇基、 酬、亚胺、簇酸衍生物、讽、亚讽、硫酸根、梳、硫亚胺、亚讽亚胺、横酷胺、胺、锭盐、腊、硝基、 脉、氨基甲酸醋、脈离子、腺、酷阱、阱、硅烷、硅氧烷、聚硅氧烷、i秦、化麟酸醋、氧化麟或憐 酸醋基团， 如果n〉l， 则至少一个R4为2-6价的选自上文所列的取代基，其中上述烷基也可在链中包含一个、 两个或更多个上述基团，即脂族链可W被上述官能基团间隔(或互联)一次、两次或更多次， 或者被运些基团取代一次或多次，其中所述基团被至少一个C出基团隔开， R2为芳基，和 R3为如上对Ri所述的C(R4)3。14. 权利要求13的固体单离子导电聚合物，其中η为1、2、3或4。15. 权利要求14的固体单离子导电聚合物，其中η为1或2。16. 权利要求13的固体单离子导电聚合物，其中R2为2,4,6-;甲基苯基(.莱基）。17. 权利要求13的固体单离子导电聚合物，其中R2为2,6-二甲氧基苯基。18. 权利要求13的固体单离子导电聚合物，其中所述光引发剂适于产生两个自由基。19. 权利要求13的固体单离子导电聚合物，其中所述光引发剂具有式(II)且其中 η为1， m为2， X为0， R1 为-C出-C出(Z)， Z为"（C肥)m-NMe3X"，其中m为1-4，W及X'为C1、化或I， Z为醋-(CO)OR6,其中 R6为烷基，其在链中包含一个或多个-〇-(如聚乙締基团）或所述烷基链被一个或多个- 〇-(如聚乙締基团）间隔，或带有一个或多个甲娃烷氧基团如-SiR7y(0R8)3-y，其中y为0-3,或 带有一个或多个锭盐基团如-n(r9)4+x'-，其中 护、护和护为烷基，和 R2为:基或2,6-二甲氧基苯基， 或 η为2， m为2， R1 为-(C0)0-(CH2-CH2-0)x-0(C0)-，其中 X 为 1-1000， R2为潔:基或2,6-二甲氧基苯基。20. 权利要求19的固体单离子导电聚合物，其中m为1-3。21. 权利要求19的固体单离子导电聚合物，其中R7、R哺R9为C1-C4烷基。22. 权利要求19的固体单离子导电聚合物，其中R2为.菜基。23. 权利要求19的固体单离子导电聚合物，其中X为1-100。24. 权利要求13的固体单离子导电聚合物，其中所述光引发剂为下列中的一种：25. 权利要求10的固体单离子导电聚合物，其中碱金属苯乙締横酸盐:丙締酸醋之比为 约1:0至约1:4。26. 权利要求25的固体单离子导电聚合物，其中碱金属苯乙締横酸盐:丙締酸醋之比为 1:1。27. 权利要求7的固体单离子导电聚合物，其中交联单体相对于丙締酸醋单体和横酸盐 单体的量W至多20摩尔％的比例存在。28. 权利要求13的固体单离子导电聚合物，其中Ri为被醋基取代的烷基且其中丙締酸 醋:碱金属苯乙締横酸盐:交联单体之比为约1:1:0.2,或其中Ri为被锭盐取代的脂族基团 且其中丙締酸醋:碱金属苯乙締横酸盐:交联单体之比为约0:10:1。29. 权利要求5的固体单离子导电聚合物，其中光引发剂和/或热引发剂W总单体的约1 摩尔％存在。30. 权利要求5的固体单离子导电聚合物在裡离子或钢离子电池中作为电解质的用途。31. 包含权利要求5的固体单离子导电聚合物作为电解质的电池。32. -种阴极或阳极，其中权利要求5的固体单离子导电聚合物与阳极或阴极电活性材 料和任选石墨締和/或导电碳或石墨密切混合。33.-种制备权利要求31的电池的方法，包括用活性电极材料和任选导电填料涂敷可 剥离载体W形成阴极，然后用权利要求5的固体单离子导电聚合物的涂料涂敷该阴极的步 骤。
【专利摘要】本发明涉及将一种特定交联剂、碱金属二(苯乙烯磺酰基)亚胺单体用于合成单离子导电共聚物，该共聚物是非氟化的且非PEO基的。这类共聚物用作固体聚合物电解质(SPE)时满足安全和成本要求。它们是碱金属离子电池中的标准液体电解质的有希望的替代物，这是因为它们具有改进的安全和阻燃性能。所述共聚物为聚乙烯基磺酸盐或丙烯酸酯乙烯基磺酸盐嵌段共聚物。优选丙烯酸酯单体为甲基丙烯酸酯，优选乙烯基磺酸盐为苯乙烯磺酸盐。共聚物通过将乙烯基磺酸盐和交联剂以及任选丙烯酸酯自由基聚合，尤其是使用官能化二(酰基)膦氧化物(BAPO)作为光引发剂的自由基光聚合而制备。本发明还描述了这类共聚物在锂离子电池中作为固体聚合物电解质的用途。
【IPC分类】H01M4/133, C08F212/34, C08F220/14, H01M10/0565, C07C311/48, C08F2/48, C08F212/14
【公开号】CN105693566
【申请号】CN201510894428
【发明人】马蒂内兹 J·A·冈萨雷斯, 罗德里格斯-皮克 M·特林卡多, H·F·格吕茨马赫尔
【申请人】巴莱诺斯清洁能源控股公司
【公开日】2016年6月22日
【申请日】2015年12月8日
【公告号】CA2914715A1, EP3031798A1, US20160168086