用于锂‑硫‑电池的阴极材料的制作方法

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用于锂‑硫‑电池的阴极材料的制造方法与工艺

现有技术

锂-离子-电池组,也称为锂-离子-蓄电池,如今作为能量存储器用于多种产品中。为了制造具有更高能量密度的电池组,研发锂-硫-电池组技术。

传统锂-硫-电池含有元素硫并为了确保硫的溶解度特别含有醚基电解质溶剂。



技术实现要素:

本发明的主题是用于电化学电池,例如用于碱金属-电池,例如用于锂-电池和/或钠-电池,特别是用于锂-电池,例如用于碱金属-硫-电池,例如用于锂-硫-电池和/或钠-硫-电池,特别是用于锂-硫-电池的阴极材料,其包含至少一种特别是含硫的阴极活性材料和至少一种特别是传导锂离子的或能够传导锂离子的聚合物电解质和/或至少一种无机离子导体,特别是锂离子导体。

通过所述至少一种聚合物电解质和/或至少一种无机离子导体,可以有利地改进阴极活性材料的离子传导能力和离子结合和因此其离子接触。由此又可以有利地实现阴极,即电池正电极中的碱金属离子的提高的离子传导性,特别是提高的锂离子传导性,这使得能够有利地将该阴极材料用于高电流-电池或高电流-电池组中。此外,在这种电池或电池组中可以不需要将液体电解质引入阴极中,并特别是将该电池提供成固体-电池。

碱金属-电池可以理解为特别是指电化学电池,例如电池组电池或蓄电池电池,在其电化学反应中参与的是碱金属离子,例如锂离子(例如在锂-电池的情况中)或钠离子(例如在钠-电池的情况中)。例如,碱金属-电池可以是锂-电池和/或钠-电池。

碱金属-硫-电池可以理解为特别是指电化学电池,例如电池组电池或蓄电池电池,在其电化学反应中参与的是碱金属离子,例如锂离子(例如在锂-电池的情况中)或钠离子(例如在钠-电池的情况中)和硫。例如,碱金属-硫-电池可以是锂-硫-电池和/或钠-硫-电池。

聚合物电解质可以理解为特别是能够传导离子的或传导离子的,例如能够传导锂离子的或传导锂离子的聚合物。因此,例如能够传导离子的或传导离子的,例如能够传导锂离子的或传导锂离子的聚合物也可以称作聚合物电解质。在用于阴极材料中时,聚合物电解质可以特别也称作阴极电解质或阴极电解物。例如,该聚合物电解质可以是能够传导锂离子的或传导锂离子的和/或能够传导钠离子的或传导钠离子的,特别是能够传导锂离子的或传导锂离子的。传导离子的,例如传导锂离子的电解质或聚合物,可理解为特别是指固有传导离子的,例如传导锂离子的和/或具有锂离子的电解质或聚合物。能够传导离子的,例如能够传导锂离子的电解质或聚合物可以理解为特别是本身可不含待传导的离子,例如锂离子,但设计用于配位和/或溶剂化待传导的离子,例如锂离子或配位待传导的离子的抗衡离子,例如锂-导电盐阴离子,并例如在添加待传导的离子,例如锂离子时变为传导离子的,例如传导锂离子的电解质或聚合物。

所述至少一种阴极活性材料可特别是含硫的。例如,该至少一种阴极活性材料可包含硫-复合材料和/或元素硫和/或硫化合物,例如含有其或由其形成。

例如,该至少一种阴极活性材料可包含或是硫-碳-复合材料。硫-碳-复合材料可以理解为特别是指包含硫和碳的复合材料。特别地,在硫-碳-复合材料的情况中,硫可以例如共价和/或离子地,特别是共价地键合在碳上和/或嵌入其中。通过本身既不能传导离子也不能导电的硫结合在该复合材料的碳上或嵌入其中,可以有利地——例如相比于简单的混合物——实现硫的改进的电和/或离子接触。此外,可以有利地因此将电池放电(还原)时生成的(多-)硫离子Sx2-更好地截留在阴极中,并以此方式改进硫利用度和循环稳定性。例如,该至少一种阴极活性材料可包含硫-碳-复合材料,例如在其中共价键合硫,特别是在碳上键合硫。

例如,该至少一种阴极活性材料可以理解为是指硫-聚合物-和/或-碳变体-复合材料。硫-聚合物-复合材料可理解为特别是指包含硫和至少一种聚合物或由其形成的复合材料。硫-碳变体-复合材料可以理解为特别是指包含硫和碳变体,即元素碳或氧化数为零的碳,例如碳纳米管和/或碳中空球和/或石墨烯和/或石墨和/或炭黑的复合材料。任选地,该至少一种阴极活性材料可为硫-聚合物-和/或-碳变体-复合材料。

例如,该至少一种阴极活性材料可包含硫-聚合物-复合材料。例如,该硫-聚合物-复合材料——特别是除硫外——可包含(至少一种)特别是导电的聚合物,例如聚丙烯腈,特别是环化聚丙烯腈(cPAN),和/或聚吡咯和/或聚噻吩和/或聚亚苯基,例如特别是环化的聚丙烯腈和/或对聚亚苯基,或由其形成。在此特别地,硫可以例如共价和/或离子地,特别是共价地键合在特别是导电的聚合物上和/或嵌入其基质中。环化聚丙烯腈(cPAN)可以特别具有相互键合,特别是稠合的环,特别是六元环的结构,和/或包含三个碳原子和一个氮原子的重复单元,例如其中相邻环具有至少两个共用碳原子。通过硫-聚合物-复合材料,可以——相比于硫-碳变体-复合材料——有利地实现硫的改进的结合和/或特别是更细分布的嵌入以及改进的机械性能,由此可以改进电和/或离子接触以及硫利用度和因此的能量密度。

例如,该至少一种阴极活性材料或硫-聚合物-复合材料可以包含或是具有例如部分或完全地,例如共价和/或离子地,特别是共价地键合的硫的聚合物。

在一个实施方案中,该至少一种阴极活性材料包含具有特别是共价键合的硫的聚合物。通过该本身既不能传导离子也不能导电的硫结合在该复合材料的聚合物上,可在此有利地抑制多硫化物形成,并特别还实现——例如相比于简单的混合物——硫的改进的电和/或离子接触,并将硫还更好地截留在阴极中,并以此方式进一步改进硫利用度、循环稳定性和能量密度。例如,该聚合物可在此是能够导电或导电的。例如,该至少一种阴极活性材料可以包含或是聚合物,例如基于聚丙烯腈(PAN)的,特别是环化聚丙烯腈(cPAN)的,和/或聚吡咯和/或聚噻吩和/或聚亚苯基,特别是基于具有特别是共价键合的硫的聚丙烯腈(PAN)的,或硫-聚丙烯腈-复合材料,特别是SPAN。在此,该硫-聚合物-复合材料可以特别是硫-聚丙烯腈-复合材料,例如SPAN。特别地,该聚合物可在电池充电状态下包含共价键合的硫。通过特别是共价键合在聚合物上的硫的部分还原和/或在放电时,碱金属离子(Li+),例如锂离子和/或钠离子,特别是锂离子,可以特别是离子地键合在硫上。在放电时,该硫在聚合物上的共价键合,可以特别是至少部分地解开。

在一个实施方案中,所述具有特别是共价键合的硫的聚合物通过聚合物的,例如聚丙烯腈和/或聚吡咯和/或聚噻吩和/或聚亚苯基,特别是聚丙烯腈的硫化来制备。硫化可以理解为特别是指含硫化合物,例如元素硫和/或含硫化合物与有机化合物,例如聚合物的化学反应。特别地,可通过硫化形成硫和有机化合物,例如聚合物之间的共价键。例如,所述具有特别是共价键合的硫的聚合物可以包含或是硫化、环化且例如脱氢的聚丙烯腈,例如SPAN。硫化、环化且例如脱氢的聚丙烯腈,例如SPAN可特别地具有相互键合,特别是稠合的环,特别是六元环的结构,和/或包含三个碳原子和一个氮原子的重复单元,例如其中相邻环具有至少两个共用碳原子。

在一个具体的实施方案中,所述至少一种阴极活性材料包含具有例如部分或完全,特别是完全地,例如共价和/或离子地,特别是共价地键合的硫的聚丙烯腈,例如SPAN。在此,该硫-聚合物-复合材料可特别是硫-聚丙烯腈-复合材料,例如SPAN。SPAN可以理解为特别是指基于聚丙烯腈(PAN),特别是环化聚丙烯腈(cPAN)的复合材料或具有特别是共价键合的硫的聚合物,特别是通过聚丙烯腈在硫存在下的热反应和/或化学反应可得的那些。在此特别地,腈基团可反应生成聚合物,其特别是具有共轭π-体系,其中该腈基团反应生成彼此连接的含氮环,特别是六元环,其特别是具有共价键合的硫。例如,该SPAN可通过将聚丙烯腈(PAN)与过量的元素硫加热特别至≥ 300℃,例如大约≥ 300℃至≤ 600℃的温度来制备。在此特别地,该硫可以一方面使聚丙烯腈(PAN)环化并形成硫化氢(H2S),并另一方面细致分布地在环化基质中键合——并例如形成共价S-C-键,例如由此形成具有共价硫-链的环化聚丙烯腈-结构。SPAN描述于Chem. Mater., 2011, 23, 5024和J. Mater. Chem., 2012, 22, 23240,J. Elektrochem. Soc, 2013, 160 (8) A1170和出版物WO 2013/182360 A1中。

或者或另外,该至少一种阴极活性材料可包含硫-碳变体-复合材料,其——特别是除硫外——包含(至少一种)碳变体,例如碳管,例如碳纳米管和/或碳中空球和/或石墨烯和/或石墨和/或炭黑(例如碳颗粒/或碳纤维的形式)或由其形成。在此特别地,硫可嵌入到碳变体的基质中,例如碳管和/或碳中空球中。这样,可有利地实现——例如相比于简单的混合物——改进的电接触和/或离子接触以及硫利用度。任选地,该碳变体可以是表面改性的,特别是用多硫化物亲和性化合物,例如用碳化钛和/或聚乙二醇和/或聚氧化乙烯和/或稍后阐述的聚合物电解质。这样,还可有利地对抗多硫化物扩散出去并将多硫化物更好地截留在阴极基质中。

或者或另外,该至少一种阴极活性材料可以包含硫-金属化合物复合材料,其——特别是除硫外——包含至少一种特别是导电的金属化合物,例如至少一种特别是导电的金属氧化物,例如锌和/或铟和/或钽和/或铌的氧化物,例如掺锡氧化铟和/或掺钽、铌和/或氟的氧化锡和/或至少一种特别是导电的金属碳化物,例如碳化钛(例如丝和/或纤维和/或网络的形式)或由其形成。在此,例如硫可嵌入在金属化合物的基质中,例如在纤维和/或丝和/或网络中和/或之间。这样,同样可有利地——例如相比于简单的混合物——实现改进的电和/或离子接触以及硫利用度。

或者或另外,该至少一种阴极活性材料,特别是在充电状态下,可包含至少一种金属硫化物,特别是过渡金属硫化物。硫化物可以理解为是指例如包含带负电的硫,特别是至少一个硫阴离子(S2-)和/或二硫阴离子(S22-)和/或多硫阴离子的化学化合物。如果将该至少一种金属硫化物用作唯一的阴极活性材料,该至少一种金属硫化物可特别地包含电化学活性硫,特别是在为其设计该阴极材料的电池的电化学反应中呈电化学活性的那些,例如至少一个二硫-阴离子(S22-)和/或至少一个多硫阴离子和/或化学计量过量的硫含量,例如不直接与金属键合的硫和/或不键合的硫和/或不带电的硫和/或氧化数为零的硫,例如结合在其晶体结构中的硫。

在另一个实施方案中,所述至少一种阴极活性材料,例如硫-碳-复合材料,例如硫-聚合物-复合材料,特别是所述具有特别是共价键合的硫的聚合物与所述至少一种聚合物电解质和/或至少一种无机离子导体充分交错和/或例如在分子水平上混合。在此特别地,该具有特别是共价键合的硫的聚合物与该至少一种聚合物电解质充分交错和/或例如在分子水平上混合。在此,例如该至少一种阴极活性材料,例如硫-碳-复合材料,例如硫-聚合物-复合材料,特别是具有特别是共价键合的硫的聚合物和至少一种聚合物电解质和/或至少一种无机离子导体均匀分布地存在。这样,可有利地实现通过该含硫聚合物形成的电化学相和通过该至少一种聚合物电解质和/或至少一种无机离子导体形成的离子传导相(其例如仅传导参与电化学反应的碱金属离子,特别是锂离子)的充分交错或充分混合,并以此方式进一步改进电化学活性相的离子键合。

在分子水平上的混合或分子混合可以特别理解为是指,所述至少一种聚合物电解质的一个或少量聚合物链设置在具有特别是共价键合的硫的聚合物的聚合物链之间(参见图1a至1c)。在此例如,该具有特别是共价键合的硫的聚合物的聚合物链的数目与聚合物链的数目的比例为大于或等于2:1,例如2:1至3:1。

在另一个实施方案中,所述阴极材料包含颗粒,其包含至少一种阴极活性材料和至少一种聚合物电解质和/或至少一种无机离子导体,特别是锂离子导体,特别是含有其或由其形成。例如,该阴极材料可包含颗粒,其包含硫-碳-复合材料,例如硫-聚合物-复合材料和至少一种聚合物电解质和/或至少一种无机离子导体,特别是锂离子导体,特别是含有其或由其形成。特别地,该阴极材料可包含颗粒,其包含具有特别是共价键合的硫的聚合物,例如SPAN和至少一种聚合物电解质和/或至少一种无机离子导体,特别是锂离子导体,特别是含有其或由其形成。

在另一个实施方案中,在这些颗粒中,所述至少一种阴极活性材料,例如硫-碳-复合材料,例如硫-聚合物-复合材料,特别是具有特别是共价键合的硫的聚合物与至少一种聚合物电解质和/或至少一种无机离子导体充分交错和/或例如在分子水平上混合。例如,在这些颗粒中,所述至少一种阴极活性材料,例如硫-碳-复合材料,例如硫-聚合物-复合材料,特别是具有特别是共价键合的硫的聚合物和至少一种聚合物电解质和/或至少一种无机离子导体可以均匀分布地存在。因为这些颗粒本身是离子传导的,该离子传导性可有利地直接由颗粒向颗粒实现。这样,可有利地改进所述至少一种阴极活性材料的离子接触。此外,这样可有利地显著减小用作阴极材料粘合剂的聚合物电解质的量或甚至不需要用作阴极材料粘合剂的聚合物电解质。

因此在另一个实施方案中,所述颗粒是直接相互接合,例如压制的,和/或所述阴极材料不含用作阴极材料粘合剂的聚合物电解质。

然而在另一个实施方案中,所述颗粒结合在至少一种用作阴极材料粘合剂的聚合物电解质和/或无机离子导体,特别是锂离子导体中。在此,该至少一种聚合物电解质和/或无机离子导体,特别是所述颗粒和至少一种用作阴极材料粘合剂的聚合物电解质和/或离子导体是相同或不同的。

在另一个实施方案中,所述至少一种阴极活性材料,例如硫-碳-复合材料,例如硫-聚合物-复合材料,特别是具有特别是共价键合的硫的聚合物和至少一种聚合物电解质和/或至少一种无机离子导体例如在分子水平上形成能够传导离子的或传导离子的,特别是能够传导锂离子的或传导锂离子的通道和/或能够传导离子的或传导离子的,特别是能够传导锂离子的或传导锂离子的平面。通过例如在颗粒内形成例如分子的能够传导离子的或传导离子的,特别是能够传导锂离子的或传导锂离子的通道和/或平面,可有利地优化所述至少一种阴极活性材料的离子键合并例如显著减小用作阴极材料粘合剂的聚合物电解质的量。

所述能够传导离子的或传导离子的,特别是能够传导锂离子的或传导锂离子的通道和/或平面可以例如具有至少若干纳米的,特别是至少若干100纳米的延伸。这种延伸可以通过简单的聚合物,例如均聚物,例如聚氧化乙烯或通过共聚物,例如嵌段共聚物来实现。

所述能够传导离子的或传导离子的,特别是能够传导锂离子的或传导锂离子的通道和/或平面可特别地在具有特别是共价键合的硫的聚合物和至少一种聚合物电解质和/或至少一种无机离子导体之间和/或在具有特别是共价键合的硫的聚合物的聚合物区段之间延伸。

在另一个实施方案中,所述能够传导离子的或传导离子的,特别是能够传导锂离子的或传导锂离子的通道和/或平面连续地穿过颗粒和/或延伸直至颗粒的外表面。这样,可以有利地进一步改进阴极活性材料的离子键合并例如实现具有高电流能力的离子传导性。

例如,该能够传导离子的或传导离子的,特别是能够传导锂离子的或传导锂离子的通道和/或平面可以包含,例如含有和/或吸收键合在聚合物上,特别是共价键合的硫和/或由此,特别是在放电时形成的硫离子,例如多硫离子(Sx2-)和/或二硫离子(S22-)和/或单硫离子(S2-),和/或碱金属离子,例如锂离子和/或钠离子,特别是锂离子,和/或阴离子,特别是至少一种聚合物电解质和/或至少一种无机离子导体的,和/或任选的至少一种导电盐。

在另一个实施方案中,所述能够传导离子的或传导离子的,特别是能够传导锂离子的或传导锂离子的通道沿着具有特别是共价键合的硫的聚合物的聚合物主链和/或至少一种聚合物电解质的聚合物主链延伸。

例如,该能够传导离子的或传导离子的,特别是能够传导锂离子的或传导锂离子的通道和/或平面可在具有特别是共价键合的硫的聚合物和至少一种聚合物电解质和/或至少一种无机离子导体之间的相界面处的区中,和/或在具有特别是共价键合的硫的聚合物的聚合物区段之间的区中形成。

在另一个实施方案中,该能够传导离子的或传导离子的,特别是能够传导锂离子的或传导锂离子的通道和/或平面通过具有特别是共价键合的硫的聚合物的极性区域,特别是通过特别是共价地键合在聚合物上的硫,和至少一种聚合物电解质的极性区域形成。该具有特别是共价键合的硫的聚合物的极性区域可以特别地通过特别是共价键合在聚合物上的硫和例如与其配位和/或特别是离子键合的碱金属离子(Li+),例如锂离子和/或钠离子,特别是锂离子形成。

在另一个实施方案中,在所述至少一种聚合物电解质的极性区域中,碱金属离子,例如锂离子和/或钠离子,特别是锂离子在带负电的基团Q-上和/或不带电的基团Q上配位,和/或特别是离子键合。在此,带负电的基团Q-和/或不带电的基团Q可以特别是共价地任选通过间隔单元键合在形成聚合物主链的单元,特别是形成聚合物主链的单元-[A]-上。特别地,碱金属离子,例如锂离子和/或钠离子,特别是锂离子可以键合在带负电的基团Q-上,特别是离子地键合。这样,可以有利地实现高转移数,例如1,并例如减小或避免例如在放电和/或充电时可能由于差的离子传导性而生成的过电压。

所述具有特别是共价键合的硫的聚合物的聚合物主链和至少一种聚合物电解质的聚合物主链,例如至少一种聚合物电解质的形成聚合物主链的单元-[A]-可以在此特别形成结构的平面。通过使该具有特别是共价键合的硫的聚合物已可提供机械稳定性,所述至少一种聚合物电解质可以有利地简单地仅设置为例如能够传导离子的或传导离子的,特别是能够传导锂离子的和/或传导锂离子的重复单元和/或均聚物形式的。尽管如此,原则上可以例如为了进一步改进离子传导性,将该至少一种聚合物电解质设置为共聚物,例如嵌段共聚物形式的。

在一个实施方案中,所述至少一种阴极活性材料,特别是具有特别是共价键合的硫的聚合物和至少一种聚合物电解质和/或至少一种无机离子导体形成层状布置。

在另一个实施方案中,通过该特别是共价键合在聚合物上的硫或通过该具有特别是共价键合的硫的聚合物的极性区域和该至少一种聚合物电解质的极性区域形成能够传导离子的或传导离子的,特别是能够传导锂离子的或传导锂离子的层状域。

在另一个实施方案中,所述具有特别是共价键合的硫的聚合物的聚合物主链和至少一种聚合物电解质的聚合物主链,例如形成聚合物主链的单元-[A]-形成结构的层状域。

在另一个实施方案中,所述能够传导离子的或传导离子的,例如能够传导锂离子的或传导锂离子的层状域在结构的层状域之间形成。例如,该能够传导离子的或传导离子的,例如能够传导锂离子的或传导锂离子的层状域和结构的层状域可交替设置。

在所述能够传导离子的或传导离子的,例如能够传导锂离子的或传导锂离子的平面内,例如在该能够传导离子的或传导离子的,例如能够传导锂离子的或传导锂离子的层状域内,具有特别是共价键合的硫的聚合物可以与至少一种聚合物电解质例如在分子水平上混合。

在一个实施方案中,所述至少一种阴极活性材料的聚合物和至少一种聚合物电解质和/或至少一种无机离子导体,特别是具有特别是共价键合的硫的聚合物和至少一种聚合物电解质形成双相连续网络。

双相连续网络可以理解为特别是其中形成两相,例如A和B的网络,这两相各自本身完全穿透该网络,特别是以使得不存在仅一个相,例如A或B的隔离或中断的区域。

在另一个实施方案中,所述具有特别是共价键合的硫的聚合物的重复单元的重复数目与至少一种聚合物电解质的重复数目以1.5:1至6:1的比例,例如以2:1至5:1的比例,例如以大约3:1的比例存在。这样,可以有利地实现在充足的离子传导性情况下的高容量。

在另一个实施方案中,所述至少一种阴极活性材料,特别是具有特别是共价键合的硫的聚合物占大于50体积%,例如≥ 60体积%,例如≥ 70体积%,基于由所述至少一种阴极活性材料,特别是具有特别是共价键合的硫的聚合物所占的体积和由至少一种聚合物电解质和/或至少一种无机离子导体所占的体积的总和计。这样,可以同样有利地实现在充足的离子传导性情况下的高容量。

在一个具体的实施方案中,所述至少一种聚合物电解质是导电的。这样,可以还有利地改进阴极活性材料的电连接。

所述阴极材料可以例如通过层-或分子层沉积和/或通过Langmuir-Blodgett技术(例如在该技术中,电化学活性相和离子传导相相继,例如交替地形成)和/或通过由嵌段共聚物-合成法已知的技术,例如基于来源于溶液或分散体的特别是热方式的相分离技术的那些,和/或通过薄膜的热处理和薄膜与该至少一种阴极活性材料的反应,和/或通过例如在层状布置和/或双连续网络的方向上的自组装,和/或通过在至少两相沉积时的结晶力来制备。通过这些技术,可以有利地将具有穿透和/或充分混合的两种或更多种组分的材料制备为直至20 nm至500 nm的数量级。

在另一个实施方案中,所述阴极材料还包含至少一种金属硫化物。该至少一种金属硫化物可以例如包含或是至少一种过渡金属硫化物和/或至少一种特别是元素周期表的第三、四和/或五主族的金属的至少一种金属硫化物。该至少一种金属硫化物可以特别地是电化学活性的,特别是在为其设计该阴极材料的电池的电化学反应中。该至少一种金属硫化物可以特别地包含至少一种金属,例如至少一种过渡金属和/或至少一种第三、四和/或五主族的金属。特别地,该至少一种金属硫化物可以包含至少一种金属(Mt),例如过渡金属和/或第三、四和/或五主族的金属,该金属(Mt)具有更正或更高的,例如比电池的阳极活性材料或碱金属,例如锂正或高≥ 1 V的标准电极电位(Mt0/Mtx+)。例如,该至少一种金属硫化物可以包含至少一种金属(Mt),例如至少一种过渡金属和/或至少一种第三、四和/或五主族的金属,该金属(Mt)具有≥ -2 V的标准电极电位(Mt0/Mtx+),特别是针对标准氢电极(NHE)的。例如,铌可具有-1.099 V的标准电极电位(Nb0/Nb3+),并因此相比于针对标准氢电极(NHE)的-3.0401 V的锂标准电极电位(Li0/Li+)具有比锂阳极正或高1.9411V的电位。钼,例如MoS3和/或MoS2形式的,可例如具有比锂阳极正最多2.804 V的电位。

所述至少一种金属硫化物在此可例如包含至少一个硫-阴离子(S2-)和/或至少一个二硫-阴离子(S22-)和/或至少一个更高级硫离子和/或至少一个多硫阴离子和/或化学计量过量的硫含量,例如不直接与金属键合的硫和/或不键合的硫和/或不带电的硫和/或氧化数为零的硫,例如结合在其晶体结构中的硫。

所述至少一种金属硫化物可例如还是半导体,例如硫化铜(ll) (CuS)。

在电池放电时,所述至少一种金属硫化物的至少一种金属可以有利地还原成元素或金属形式。因此特别地,该至少一种阴极活性材料可以在充电的状态下包含至少一种金属硫化物。在放电的状态下,该至少一种阴极活性材料可以特别地包含金属形式的至少一种金属硫化物的至少一种金属。通过在放电时将该至少一种金属硫化物还原成低硫化物(Subsulfid)和/或至少一种金属,一方面可以有利地使该至少一种金属硫化物的至少一种金属有助于阴极材料的容量并因此有助于电池的有效功率。另一方面,形成的至少一种金属硫化物的至少一种金属的金属形式可以在此有助于阴极材料的改进的导电性和因此电池的有效功率。在该至少一种金属硫化物的至少一种金属的氧化态下,该至少一种金属硫化物可以任选地通过半导性能提高导电性。

由至少一种金属硫化物特别是在所述至少一种金属硫化物的至少一种金属还原时释放的硫和任选由此形成的硫-阴离子(S2-)和/或多硫阴离子可以在此与阳极材料离子或碱金属离子,例如锂离子反应和/或组合,并例如形成硫化锂(Li2S)、二硫化锂和/或一种或多种多硫化锂,以使得仅形成硫化物并可以避免副反应。

此外,该至少一种金属硫化物和/或至少一种金属硫化物的至少一种金属可以有利地催化加速电化学反应,例如在放电和/或充电时。

如果该至少一种金属硫化物包含电化学活性硫,特别是在为其设计该阴极材料的电池的电化学反应中呈电化学活性的那些,例如至少一个二硫-阴离子(S22-)和/或至少一个多硫阴离子和/或化学计量过量的硫含量,例如不直接与金属键合的硫和/或不键合的硫和/或不带电的硫和/或氧化数为零的硫,例如结合在其晶体结构中的硫,该至少一种金属硫化物的电化学活性的硫此外还可以有利地有助于阴极材料或电池的容量。

例如,所述至少一种金属硫化物,例如至少一种过渡金属硫化物和/或至少一种第三、四和/或五主族的金属的至少一种金属硫化物可以包含在,例如结合和/或嵌入在至少一种阴极活性材料中和/或在特别是能够传导或传导离子和/或电子的聚合物中,例如在至少一种聚合物电解质中和/或在其它离子导体中,例如在至少一种无机离子导体中。特别地,该至少一种金属硫化物,例如至少一种过渡金属硫化物和/或至少一种第三、四和/或五主族的金属的至少一种金属硫化物可以与阴极活性材料组合着使用。

因此在一个实施方案中,所述至少一种金属硫化物,特别是至少一种过渡金属硫化物和/或至少一种第三、四和/或五主族的金属的至少一种金属硫化物包含在,例如结合和/或嵌入在至少一种阴极活性材料中,特别是在硫-碳-复合材料中,例如在硫-聚合物-复合材料中,例如在具有特别是共价键合的硫的聚合物,例如SPAN中。这样,可以有利地实现具有改进的导电性和/或例如在放电和/或充电时催化加速的电化学反应的特别是共同的电化学活性相。

例如,因此所述至少一种阴极活性材料可以包含硫-碳-复合材料,例如硫-聚合物-复合材料,例如具有特别是共价键合的硫的聚合物和至少一种金属硫化物,特别是至少一种过渡金属硫化物和/或至少一种第三、四和/或五主族的金属的至少一种金属硫化物。这样,可以有利地提供其中一部分硫结合在硫-碳-复合材料,例如硫-聚合物-复合材料,例如具有特别是共价键合的硫的聚合物,例如SPAN中和/或上且另一部分硫键合在金属硫化物中和/或上的阴极材料。

特别地,该至少一种阴极活性材料,特别是硫-碳-复合材料,例如硫-聚合物-复合材料,特别是具有特别是共价键合的硫的聚合物,例如SPAN和至少一种金属硫化物,例如至少一种过渡金属硫化物和/或至少一种第三、四和/或五主族的金属的至少一种金属硫化物,特别是至少一种过渡金属硫化物可以形成(共同的)电化学活性相。所述至少一种聚合物电解质和/或至少一种无机离子导体可以在此形成可例如除电化学活性相外还存在的离子传导相。

在一个实施方案中,所述至少一种阴极活性材料,特别是硫-碳-复合材料,例如硫-聚合物-复合材料,例如具有特别是共价键合的硫的聚合物,例如SPAN与至少一种金属硫化物,特别是至少一种过渡金属硫化物和/或至少一种第三、四和/或五主族的金属的至少一种金属硫化物充分交错和/或混合。例如,在此所述至少一种阴极活性材料,特别是硫-碳-复合材料,例如硫-聚合物-复合材料,例如具有特别是共价键合的硫的聚合物和至少一种金属硫化物,例如至少一种过渡金属硫化物和/或至少一种第三、四和/或五主族的金属的至少一种金属硫化物可以均匀分布地存在。在此,硫-碳-复合材料,例如硫-聚合物-复合材料,特别是具有特别是共价键合的硫的聚合物,例如SPAN以及其中所含的至少一种金属硫化物,特别是过渡金属硫化物均同样可以有利地与至少一种聚合物电解质和/或至少一种无机离子导体在其界面处接触。

在另一个替代或额外的实施方案中,所述至少一种阴极活性材料,特别是硫-碳-复合材料,例如硫-聚合物-复合材料,例如具有特别是共价键合的硫的聚合物,例如SPAN被所述至少一种金属硫化物,例如至少一种过渡金属硫化物和/或至少一种第三、四和/或五主族的金属的至少一种金属硫化物包围。例如,该至少一种阴极活性材料,特别是硫-碳-复合材料,例如硫-聚合物-复合材料,例如具有特别是共价键合的硫的聚合物,例如SPAN可以用至少一种金属硫化物,例如至少一种过渡金属硫化物和/或至少一种第三、四和/或五主族的金属的至少一种金属硫化物涂覆。这样,可以有利地改进表面导电性并任选地对抗多硫化物扩散出去。

在另一个实施方案中,所述至少一种金属硫化物,例如至少一种过渡金属硫化物和/或至少一种第三、四和/或五主族的金属的至少一种金属硫化物(总和)占≥ 5重量%至≤ 90重量%,例如≥ 25重量%至≤ 50重量%,基于所述至少一种阴极活性材料,特别是硫-碳-复合材料,例如硫-聚合物-复合材料,例如具有特别是共价键合的硫的聚合物和所述至少一种金属硫化物,例如至少一种过渡金属硫化物和/或至少一种第三、四和/或五主族的金属的至少一种金属硫化物的重量总和计。

例如,所述至少一种金属硫化物,例如至少一种过渡金属硫化物和/或至少一种第三、四和/或五主族的金属的至少一种金属硫化物,特别是至少一种过渡金属硫化物,可以包含或是简单的金属硫化物如硫化铁(ll) (FeS)和/或硫化铜(ll) (CuS),其例如具有每金属原子一个硫原子,例如其中所有的硫键都连在金属原子上,和/或具有复杂结构的金属硫化物,例如其中每金属原子键合多于一个硫原子,例如二硫化铜(CuS2)和/或绿硫钒矿(VS4,V4+(S22-)2),且其中硫可以任选部分地不直接与金属键合,而是例如嵌入在晶体结构中,例如具有化学计量过量的硫含量的金属硫化物,和/或其中含有比硫原子更多的金属原子,例如硫化亚铜(Cu2S),和/或具有化学计量过量的金属含量的金属硫化物,如Ni9S8和/或Ni3S2

在一个实施方案中,所述至少一种金属硫化物,例如至少一种过渡金属硫化物和/或至少一种第三、四和/或五主族的金属的至少一种金属硫化物,特别是至少一种过渡金属硫化物包含电化学活性硫,特别是在为其设计阴极材料的电池的电化学反应中呈电化学活性的那些。在此例如,所述至少一种金属硫化物,例如至少一种过渡金属硫化物和/或至少一种第三、四和/或五主族的金属的至少一种金属硫化物,特别是至少一种过渡金属硫化物具有至少一个二硫-阴离子和/或至少一个多硫阴离子和/或化学计量过量的硫含量,例如不直接与金属键合的硫和/或不键合的硫和/或不带电的硫和/或氧化数为零的硫,例如结合在其晶体结构中的硫。这样,所述至少一种金属硫化物的电化学活性硫还可以有利地有助于阴极材料或电池的容量。

在一个替代或额外的实施方案中,所述至少一种金属硫化物,例如至少一种过渡金属硫化物和/或至少一种第三、四和/或五主族的金属的至少一种金属硫化物,特别是至少一种过渡金属硫化物具有每金属原子多于一个硫原子。例如,该至少一种金属硫化物,例如至少一种过渡金属硫化物和/或至少一种第三、四和/或五主族的金属的至少一种金属硫化物,特别是至少一种过渡金属硫化物可以包含或是金属二硫化物和/或更高级的金属硫化物,例如金属三硫化物和/或金属四硫化物和/或金属五硫化物,和/或具有化学计量过量的硫含量,例如具有结合在其晶体结构中的硫的金属硫化物。这样,可以有利地通过该至少一种金属硫化物提供额外的硫用于电化学反应和/或用于催化的硫。

在另一个实施方案中,所述至少一种金属硫化物,例如至少一种过渡金属硫化物和/或至少一种第三、四和/或五主族的金属的至少一种金属硫化物具有每硫原子多于一个金属原子和/或化学计量过量的金属含量。这样,可以有利地实现更高的导电性和/或催化加速。

在一个实施方案中,所述至少一种金属硫化物包含或是至少一种过渡金属硫化物。特别地,所述至少一种过渡金属硫化物可以包含或是具有电化学活性硫的过渡金属硫化物和/或具有每金属原子多于一个硫原子的过渡金属硫化物和/或具有每硫原子多于一个金属原子的过渡金属硫化物和/或具有化学计量过量的金属含量的过渡金属硫化物。通过过渡金属硫化物,可因此有利地特别是通过电化学活性硫提高所述阴极材料或电池的容量和/或提供额外的硫用于电化学反应和/或用于催化和/或提高导电性。

在另一个实施方案中,所述至少一种金属硫化物包含或是至少一种第三、四和/或五主族的金属的至少一种金属硫化物。所述至少一种第三、四和/或五主族的金属的至少一种金属硫化物可以特别地包含或是至少一种第三、四和/或五主族的金属的具有每金属原子多于一个硫原子的金属硫化物和/或至少一种第三、四和/或五主族的金属的具有每硫原子多于一个金属原子的金属硫化物和/或至少一种第三、四和/或五主族的金属的具有化学计量过量的金属含量的金属硫化物。通过所述第三、第四和/或第五主族的金属硫化物,可以因此有利地特别是提高导电性和/或实现催化加速。

在另一个实施方案中,所述至少一种金属硫化物包含或是至少一种过渡金属硫化物和至少一种第三、四和/或五主族的金属的至少一种金属硫化物。

在另一个实施方案中,所述至少一种金属硫化物或过渡金属硫化物包含或是铁、铜、钴、镍、钒、铌、钽、铬、钼、钨、锌、锰和/或钛的硫化物。

在一个实施方案中,所述至少一种金属硫化物,例如过渡金属硫化物包含或是(至少一种)硫化铁。例如,该至少一种金属硫化物可以包含或是二硫化铁或例如矿物黄铁矿和/或白铁矿(FeS2),其特别是具有化合价式Fe2+S22-,和/或硫化亚铁(ll) (FeS)。

在一个替代或额外的实施方案中,所述至少一种金属硫化物,例如过渡金属硫化物包含或是(至少一种)硫化铜。例如,该至少一种金属硫化物可以包含或是二硫化铜(CuS2)和/或特别是非化学计量的硫化铜,特别是具有化学计量过量的金属含量的,例如Cu9S8和/或Cu7S4,和/或硫化铜(ll) (CuS)和/或硫化亚铜(l) (Cu2S)。

在一个替代或额外的实施方案中,所述至少一种金属硫化物,例如过渡金属硫化物包含或是(至少一种)硫化钴。例如,该至少一种金属硫化物可以包含或是二硫化钴或例如矿物方硫钴矿(CoS2),其特别是具有化学价式Co2+S22-,和/或特别是非化学计量的硫化钴,特别是具有化学计量过量的硫含量的,例如Co3S4,和/或具有化学计量过量的金属含量的,例如Co9S8,和/或单硫化钴(CoS)。

在一个替代或额外的实施方案中,,所述至少一种金属硫化物,例如过渡金属硫化物包含或是(至少一种)硫化镍。例如,该至少一种金属硫化物可以包含或是二硫化镍或例如矿物Vesit (NiS2)和/或特别是非化学计量的硫化镍,其特别是具有化学计量过量的金属含量的,例如 Ni9S8和/或Ni3S2,和/或硫化镍(II) (NiS)。

在一个替代或额外的实施方案中,所述至少一种金属硫化物,例如过渡金属硫化物包含或是(至少一种)硫化钒。例如,该至少一种金属硫化物可以包含或是二硫化钒(VS2)和/或更高级的硫化钒,例如三硫化钒(VS3)和/或四硫化钒或例如矿物绿硫钒矿(VS4),例如具有化学价式V4+(S22-)2的,例如具有一个正四价钒和两个负二价带电的S22—离子,和/或单硫化钒(VS)和/或硫化钒(III) (V2S3)和/或硫化钒(IV) (VS2)和/或硫化钒(V) (V2S5)。

在一个替代或额外的实施方案中,所述至少一种金属硫化物,例如过渡金属硫化物包含或是(至少一种)硫化铌。例如,该至少一种金属硫化物可以包含或是二硫化铌(NbS2)和/或更高级的硫化铌,例如三硫化铌(NbS3)和/或四硫化铌(NbS4)和/或五硫化铌(NbS5),和/或硫化铌(III) (Nb2S3)和/或硫化铌(V) (Nb2S5)。

在一个替代或额外的实施方案中,所述至少一种金属硫化物,例如过渡金属硫化物包含或是(至少一种)硫化钽。例如,该至少一种金属硫化物可以包含或是二硫化钽(TaS2)和/或更高级的硫化钽,例如三硫化钽(TaS3)和/或四硫化钽(TaS4)和/或五硫化钽(TaS5),和/或硫化钽(III) (Ta2S3)和/或硫化钽(V) (Ta2S5)。

在一个替代或额外的实施方案中,所述至少一种金属硫化物,例如过渡金属硫化物包含或是(至少一种)硫化铬。例如,该至少一种金属硫化物可以包含或是三硫化铬(CrS3),和/或硫化铬(III) (Cr2S3)。

在一个替代或额外的实施方案中,所述至少一种金属硫化物,例如过渡金属硫化物包含或是(至少一种)硫化钼。例如,该至少一种金属硫化物可以包含或是二硫化钼(MoS2)和/或更高级的硫化钼,例如三硫化钼(MoS3)和/或四硫化钼(MoS4)。

在一个替代或额外的实施方案中,所述至少一种金属硫化物,例如过渡金属硫化物包含或是(至少一种)硫化钨。例如,该至少一种金属硫化物可以包含或是二硫化钨(WS2)和/或更高级的硫化钨,例如五硫化钨(WS5)和/或四硫化钨(WS5)和/或三硫化钨(WS3)。

在一个替代或额外的实施方案中,所述至少一种金属硫化物,例如过渡金属硫化物包含或是(至少一种)硫化锌。例如,该至少一种金属硫化物可以包含或是硫化锌(II) (ZnS)。

在一个替代或额外的实施方案中,所述至少一种金属硫化物,例如过渡金属硫化物包含或是(至少一种)硫化锰。例如,该至少一种金属硫化物可以包含或是硫化锰(II) (MnS)和/或硫化锰(III) (Mn2S3)。

在一个替代或额外的实施方案中,所述至少一种金属硫化物,例如过渡金属硫化物包含或是(至少一种)硫化钛。例如,该至少一种金属硫化物可以包含或是硫化钛(IV) (TiS2)。

在另一个实施方案中,所述至少一种金属硫化物,例如过渡金属硫化物包含或是金属混合硫化物。例如,该金属混合硫化物可以包含至少两种选自钛、钒、铬、锰、铁、钴、镍、铜、锌、铌、钽、钼和钨的金属。

例如,该至少一种金属硫化物可以包含或是化学通式AB3S6和/或A2BS4和/或A4B6S8的金属混合硫化物,其中A表示镍 (Ni)和/或铜 (Cu)和/或铁 (Fe)和/或锰 (Mn)和/或钴 (Co)且B表示钒 (V)和/或铌 (Nb)和/或钽 (Ta)和/或钼 (Mo)和/或钨 (W)。例如,该至少一种金属硫化物可以包含或是化学通式AB3S6的金属混合硫化物,其中A表示镍 (Ni)和/或铜 (Cu)和/或铁 (Fe)和/或锰 (Mn)和/或钴 (Co)且B表示钒 (V)和/或铌 (Nb)和/或钽 (Ta),例如NiNb3S6,和/或化学通式A2BS4和/或A4B6S8的金属混合硫化物,其中A表示铜 (Cu)和/或镍 (Ni)和/或铁 (Fe)且B表示钼 (Mo)和/或钨 (W),例如Cu2MoS4和/或Cu4Mo6S8

例如,该至少一种金属硫化物,例如过渡金属硫化物可以选自FeS、FeS2、CuS、Cu2S、CuS2、Cu9S8、Cu7S4、CoS、CoS2、Co3S4、Co9S8、NiS、NiS2、Ni9S8、Ni3S2、VS、VS2、V2S3、V2S5、VS4、NbS2、NbS3、NbS4、NbS5、Nb2S3、Nb2S5、TaS2、TaS3、TaS4、TaS5、Ta2S3、Ta2S5、Cr2S3、CrS3、MoS2、MoS3、MoS4、WS2、WS3、WS4、WS5、MnS、Mn2S3、TiS2、NiNb3S6、Cu2MoS4和/或Cu4Mo6S8。特别地,该至少一种金属硫化物可以选自FeS2、CuS2、CoS2、Co3S4、NiS2、VS2、VS4、NbS2、NbS3、NbS4、NbS5、TaS2、TaS3、TaS4、TaS5、CrS3、MoS2、MoS3、MoS4、WS2、WS3、WS4、WS5

例如,该至少一种金属硫化物,特别是过渡金属硫化物可以包含或是铁的硫化物,例如硫化铁(II) (FeS)和/或二硫化铁(FeS2)和/或铜的硫化物,例如硫化铜(II) (CuS)和/或二硫化铜(CuS2),和/或铬的硫化物,例如硫化铬(III) (Cr2S3),和/或钒的硫化物,例如硫化钒(III) (V2S3)和/或硫化钒(V) (V2S5)和/或绿硫钒矿(VS4),和/或钼的硫化物,例如二硫化钼(MoS2)和/或硫化钼(VI) (MoS3)。

在另一个实施方案中,所述至少一种金属硫化物或第三、第四和/或第五主族的金属硫化物包含或是铟、镓、铝、锡、锗、锑和/或铋的硫化物。特别地,该至少一种金属硫化物或第三、第四和/或第五主族的金属硫化物可以包含或是铟和/或锡和/或锑的硫化物。

在另一个实施方案中,所述阴极材料此外包含至少一种导电金属化合物。该至少一种导电金属化合物可以包含或是例如至少一种导电金属氧化物和/或至少一种导电金属碳化物。例如,该至少一种导电金属氧化物可以包含或是特别是掺杂的锡和/或铟和/或钽和/或铌的氧化物,例如掺锡氧化铟和/或掺钽、铌和/或掺氟氧化锡。该至少一种导电金属碳化物可以包含或是例如钛的碳化物,例如碳化钛(TiC)。

所述至少一种无机离子导体可以特别是结晶离子导体。

在另一个实施方案中,所述至少一种无机离子导体包含或是硫化离子导体,特别是锂-硫银锗矿和/或硫化玻璃和/或具有石榴石结构的离子导体,特别是锂离子导体,例如钛酸锂和/或锆酸锂,例如锂-镧-锆-石榴石,和/或LISICON类型和/或NASICON类型的离子导体,特别是锂离子导体和/或含氮磷酸锂(Lithiumphosphoroxinitrid, LIPON)。

具有石榴石晶体结构的离子导体可以特别是其晶体结构可衍生自石榴石通式的离子导体。石榴石通式可以例如是A3B2[QO4]3,其中A、B和Q表示晶格中的不同位置并可以被一个或多个不同离子或元素占据。例如,A可以表示十二面体位置,B表示八面体位置且Q表示四面体位置。

LISICON类型的离子导体(LISICON;英文:Lithium Superionic Conductor)和/或NASICON类型的离子导体可以例如是衍生自通式Li4-xM1-xM'xS4(硫代LISICON类型)的离子导体,其中M表示Si和/或Ge和/或P,且M'表示P和/或Al和/或Zn和/或Ga和/或Sb,例如Li4-xGe1-xPxS4和/或Li4-xSi1-xPxS4,其中0.5 ≤ x ≤ 0.85,例如x = 0.75,和/或衍生自化学通式AB2(PO4)3的离子导体,其中A表示Li和/或Na且B表示Ti和/或Al和/或Zr和/或Ge和/或Hf,例如锂-铝-钛-磷酸盐 (LATP),例如Li1+xAlxTi2-x(PO4)3

例如,所述至少一种无机离子导体可以包含或是硫化离子导体,特别是对于锂离子的。硫化离子导体可以有利地具有高的转移数和传导性以及低的接触过渡电阻(Kontaktübergangswiderstand)。因此,可以通过硫化离子导体有利地改进含硫阴极活性材料的离子接触并实现低的极化过电压。通过高的转移数,可以此外有利地——特别是在充电/放电时高的面电流密度的情况下——实现低的极化电压和因此实现配备其的电池的高的有效功率。此外,硫化离子导体有利地几乎不释放硫和几乎不释放多硫化物。这又具有优点,即在电池放电(还原)时产生的任选否则向阳极,例如锂阳极移动并在那里还原且因此可能不允许电化学反应(这也称为往复机制)的(多-)硫离子Sx2-可以更好地截留在阴极中并由此改进硫利用度和循环稳定性。

此外,含硫阴极材料可以有利地与硫化离子导体呈化学相容,由此可以使阴极材料的降解减至最小并由此延长电池的使用寿命,此外,硫化离子导体可以有利地容易制造。

硫化离子导体可以特别有利地与具有例如共价和/或离子地,特别是共价地键合的硫的硫-聚合物-复合材料组合着使用,因为它们几乎不具有硫-和多硫化物溶解度并由此可以对抗硫和多硫化物从复合材料的聚合物进入和扩散到溶液中,这任选在低分子量醚-化合物和/或传统短链聚醚,如纯聚氧化乙烯的情况中可发生。

所述至少一种硫化离子导体可以例如基于化学通式(Li2S)x : (P2S5)y : Dz,其中Dz表示一种或多种添加剂,例如LiCl和/或LiBr和/或LiI和/或LiF和/或Li2Se和/或Li2O和/或P2Se5和/或P2O5和/或Li3PO4和/或锗、硼、铝、钼、钨、硅、砷和/或铌,特别是锗的一种或多种硫化物,x、y和z可以特别地表示组分比。硫化离子导体可以例如由单组分Li2S和P2S5以及任选的D合成。在此,该合成可以任选地在保护气体下进行。

在一个实施方案中,所述至少一种硫化离子导体包含或是锂-硫银锗矿和/或硫化玻璃。这些离子导体被证明是特别有利的,因为它们可以具有高的离子传导能力和在该材料内以及与其它组分,例如阴极活性材料的晶界处的低的接触过渡电阻。这样,可以有利地进一步改进配备该阴极材料的电池的长期稳定性和性能。

锂-硫银锗矿可以理解为特别是衍生自化学通式Ag8GeS6的矿物硫银锗矿的化合物,其中银(Ag)被锂(Li)替代,且其中特别地,锗(Ge)和/或硫(S)也可以被其它元素,例如第III、IV、V、VI和/或VII主族的元素替代。

锂-硫银锗矿的实例是:

- 下列化学通式的化合物:

Li7PCh6

其中Ch表示硫(S)和/或氧(O)和/或硒(Se),例如硫(S)和/或硒(Se),特别是硫(S)

- 下列化学通式的化合物:

Li6PCh5X

其中Ch表示硫(S)和/或氧(O)和/或硒(Se),例如硫(S)和/或氧(O),特别是硫(S),且X表示氯(Cl)和/或溴(Br)和/或碘(I)和/或氟(F),例如X表示氯(Cl)和/或溴(Br)和/或碘(I),

- 下列化学通式的化合物:

Li7-δBCh6-δXδ

其中Ch表示硫(S)和/或氧(O)和/或硒(Se),例如硫(S)和/或硒(Se),特别是硫(S),B表示磷(P)和/或砷(As),X表示氯(Cl)和/或溴(Br)和/或碘(I)和/或氟(F),例如X表示氯(Cl)和/或溴(Br)和/或碘(I),且0 ≤ δ ≤ 1。

例如,所述至少一种硫化离子导体可以包含至少一种下列化学式的锂-硫银锗矿:Li7PS6、Li7PSe6、Li6PS5Cl、Li6PS5Br、Li6-PS5I、Li7-δPS6-δClδ、Li7-δPS6-δBrδ、Li7-δPS6-δIδ、Li7-δPSe6-δClδ、Li7-δPSe6-δBrδ、Li7-δPSe6-δIδ、Li7-δAsS6-δBrδ、Li7-δAsS6-δIδ、Li6AsS5I、Li6AsSe5I、Li6PO5Cl、Li6PO5Br和/或Li6PO5I。锂-硫银锗矿例如描述在出版物:Angew. Chem. Int. Ed., 2008, 47, 755-758; Z. Anorg. Allg. Chem., 2010, 636, 1920-1924; Chem. Eur. J., 2010, 16, 2198-2206; Chem. Eur. J., 2010, 16, 5138-5147; Chem. Eur. J., 2010, 16, 8347-8354; Solid State lonics, 2012, 221, 1-5; Z. Anorg. Allg. Chem., 2011, 637, 1287-1294; 和Solid State lonics, 2013, 243, 45-48中。

特别地,该锂-硫银锗矿可以是硫化锂-硫银锗矿,例如在Ch表示硫(S)时。

锂-硫银锗矿可以特别地通过机械-化学反应工艺来制备,例如其中将起始物质,如卤化锂,例如LiCl、LiBr和/或LiI和/或硫族化锂,例如Li2S和/或Li2Se和/或Li2O,和/或第V主族的硫族化物,例如P2S5、P2Se5、Li3PO4,特别是以化学计量的量,一起研磨。这可以例如在球磨机,特别是高能球磨机中,例如以600 rpm的转数进行。特别地,该研磨可以在保护气体气氛下进行。

例如,该至少一种硫化离子导体可以包含至少一种化学式Li10GeP2Si2、Li2S-(GeS2)-P2S5和/或Li2S-P2S5的硫化玻璃。例如,该至少一种硫化离子导体可以包含含锗的硫化玻璃,例如Li10GeP2Si2和/或Li2S-(GeS2)-P2S5,特别是Li10GeP2Si2。含锗的硫化锂离子导体可以有利地具有高的锂离子传导能力和化学稳定性。

在该实施方案的一个具体的实施中,所述至少一种硫化离子导体包含或是锂-硫银锗矿。锂-硫银锗矿的特征有利地在于在该材料内以及与其它组分,例如所述阴极活性材料的晶界处的特别低的接触过渡电阻。这样,可以有利地实现在晶界面处或内的特别好的离子传导性。有利地,锂-硫银锗矿也可以不经烧结工艺就具有晶粒之间的低的过渡电阻。这能够有利地简化该阴极材料以及电池的制造。

在至少一种聚合物电解质和至少一种无机离子导体组合的情况下,该至少一种无机离子导体,例如硫化离子导体解离并由此提供特别是待传导的离子,例如锂离子,其中该离子迁移率可以通过该至少一种聚合物电解质而升高并由此提高离子传导能力。

例如,该至少一种聚合物电解质可以包含或是含有至少一种如下化学通式的重复单元的至少一种聚合物或聚合物电解质:

,和/或至少一种(单或多重)氟代的,例如全氟代的,和/或磺酸锂取代的聚合物,例如全氟聚醚,和/或磺酸锂取代的,特别是氟代的,例如全氟代的聚烯烃,例如四氟乙烯-聚合物,和/或磺酸锂取代的,特别是氟代的,例如全氟代的聚醚,例如含锂离子的,例如锂离子交换的全氟磺酸,和/或磺酸锂取代的,特别是氟代的,例如全氟代的聚亚苯基。

所述至少一种聚合物电解质或至少一种聚合物可以包含或是例如均聚物和/或共聚物,例如嵌段共聚物,任选多嵌段共聚物,和/或交替共聚物和/或无规共聚物/或聚合物混合物,其例如由一种或多种均聚物和/或一种或多种共聚物构成,例如均聚物-共聚物-混合物。

在另一个实施方案中,所述至少一种聚合物电解质或至少一种聚合物包含聚氧化烯和/或具有至少一种氧化烯基团,特别是低聚氧化烯基团的聚合物。通过氧化烯单元或基团,可以有利地提高离子迁移率和因此提高离子传导能力。但是,这种聚合物仅是能够传导离子的,特别是能够传导锂离子的,并应与至少一种碱金属盐,例如碱金属-导电盐,特别是锂盐,例如锂-导电盐组合着,例如混合着使用。例如,该至少一种聚合物电解质或至少一种聚合物可以包含聚氧化乙烯(PEO)和/或氧化丙烯和/或具有至少一个氧化乙烯单元和/或氧化丙烯单元,例如低聚氧化乙烯单元和/或低聚氧化丙烯单元的聚合物。特别地,该至少一种聚合物电解质可以包含聚氧化乙烯和/或具有至少一个氧化乙烯基团,特别是低聚氧化乙烯基团的聚合物。

在另一个替代或额外的实施方案中,所述至少一种聚合物电解质或至少一种聚合物具有至少一种如下化学通式的重复单元:

其中-[A]表示形成聚合物主链的单元。X表示间隔单元,特别是例如共价键合到该形成聚合物主链的单元-[A]-上的间隔单元。x表示间隔单元X的数目,特别是其存在或不存在。x可以特别是1或0,例如1。在x = 1的情况下,特别存在一个间隔单元X。在x = 0 的情况下,可以特别地不存在间隔单元。Q表示特别是共价键合到间隔单元X(在x = 1的情况下)或键合到聚合物主链-[A]-(在x = 0 的情况下)的基团。特别地,基团Q可以经由间隔单元X键合到形成聚合物主链的单元-[A]-上。在x = 1(存在间隔单元)的情况下,基团Q,例如下文阐明的不带电基团Q或带正电的基团Q+或带负电的基团Q-可以特别地键合到间隔单元X上。在x = 0(不存在间隔单元)的情况下,基团Q,例如下文阐明的不带电的基团Q或带正电的基团Q+或带负电的基团Q-可以特别地直接键合到聚合物主链-[A]-上。这种聚合物可以特别地根据温度有利地能够传导离子,例如具有锂离子传导能力,其为≥ 10-5 S/cm,任选甚至为≥ 10-4 S/cm,并有利地用作粘合剂以及离子导体,例如锂离子导体。通过该粘合剂性质,可以有利地实现提高的机械稳定性。该聚合物或聚合物电解质可以特别地还称为阴极电解质或阴极电解物。特别有利地,这种聚合物或聚合物电解质可以使用或应用于碱金属-硫-电池,例如锂-硫-电池和/或钠-硫-电池,特别是锂-硫-电池中,其例如包含硫-碳-复合材料,例如硫-聚合物-复合材料,特别是具有特别是共价键合的硫的聚合物,例如硫-聚丙烯腈-复合材料,特别是SPAN作为阴极活性材料。通过基团Q,例如Q或Q+或Q-——和任选的间隔单元键合到形成聚合物的单元-[A]-上和因此基团Q和任选的间隔单元X的定域和——特别是通过与液体电解质相比提高的粘度和/或特别是通过特别是与聚氧化乙烯(PEO)相比所述聚合物或聚合物电解质的减小的多硫化物溶解度——因此可以有利地将(多-)硫化物保持在所述复合材料的碳的附近,并例如由此对抗多硫化物从复合材料的碳进入和特别是扩散到溶液中,这任选在低分子量醚-化合物和/或传统短链聚醚,如纯聚氧化乙烯的情况中可发生,并由此实现改进的长久稳定性和/或改进的能量密度保持。

在这一实施方案的一个实施中,Q表示带负电的基团Q-,例如带负电的侧基Q-和抗衡离子Z+。特别地,该带负电的基团Q-可以经由间隔单元X键合到形成聚合物主链的单元-[A]-上。在此,该带负电的基团Q-可以例如表示基于导电盐阴离子,特别是锂-导电盐阴离子的基团,例如表示磺酰亚氨基阴离子基团,例如表示三氟甲烷磺酰亚氨基阴离子基团(TFSI-:F3C-SO2-(N-)-SO2-)和/全氟乙烷磺酰亚氨基阴离子基团(PFSI-:F5C2-SO2-(N-)-SO2-)和/或氟磺酰亚氨基阴离子基团(FSI: F-SO2-(N-)-SO2-),和/或表示基于离子液体(英文:Ionic Liquid)的阴离子的基团,例如表示吡唑阴离子基团或表示咪唑阴离子基团和/或表示磺酸根基团,例如表示(简单的)磺酸根基团或表示三氟甲磺酸根基团(Triflat,-SO3CF2-),和/或表示硫酸根基团和/或表示羧酸根基团和/或表示基于磷酸基阴离子的基团,特别是表示磷酸根基团,和/或表示基于亚氨基化物(Imid)的阴离子的基团,特别是表示磺酰亚氨基阴离子基团,例如表示三氟甲烷磺酰亚氨基阴离子基团(TFSI-:F3C-SO2-(N-)-SO2-)和/或全氟乙烷磺酰亚氨基阴离子基团(PFSI-:F5C2-SO2-(N-)-SO2-)和/或氟磺酰亚氨基阴离子基团(FSI:F-SO2-(N-)-SO2-),和/或表示基于氨基化物(Amid)的阴离子的基团,特别是表示基于仲氨基化物(-R-NHR)的阴离子的基团,和/或表示基于羧酰氨基阴离子的基团,特别是表示基于羧酰仲胺(-CO-NHR)的阴离子的基团。作为Q-的抗衡离子,在此例如可以含有阳离子Z+,特别是金属阳离子,例如锂离子和/或钠离子,特别是锂。通过带负电的基团Q-,可以特别地配位或溶剂化碱金属离子,例如锂离子。在此,可以得到接近1的高转移数——特别是通过该带负电的基团Q-共价键合到形成聚合物主链的单元-[A]-上。在此,可以任选地实现提高的碱金属离子的,特别是锂离子的迁移率。此外,还可以因此有利地提高介电常数,这对于多硫化物溶解度可以具有有利影响——更确切说是减小多硫化物溶解度——这特别是在硫-碳-复合材料,例如硫-聚合物-和/或-碳变体-复合材料,特别是具有例如共价和/或离子地,特别是共价地键合到所述复合材料的聚合物上的硫的硫-聚合物-复合材料,例如硫-聚丙烯腈-复合材料,特别是SPAN的情况中可以特别有利地起作用。此外,具有带负电的基团Q-和抗衡离子Z+,例如锂离子Li+和/或钠离子Na+,特别是锂离子Li+的聚合物通过该抗衡离子Z+就可以具有足够的离子传导能力,特别是锂离子传导能力。因此,具有带负电的基团Q-和抗衡离子Z+,例如锂离子Li+和/或钠离子Na+,特别是锂离子Li+的聚合物可以在不添加碱金属-导电盐,例如锂-导电盐的情况下使用,或是传导离子的,特别是传导锂离子的。尽管如此,任选地,具有带负电的基团Q-和抗衡离子Z+,例如锂离子Li+的聚合物可以例如与至少一种碱金属盐,特别是锂盐例如锂-导电盐组合着,例如混合着用于减小玻璃化转变温度和/或用于提高离子迁移率和/或离子传导能力,特别是锂离子传导能力。所述形成聚合物主链的单元-[A]-和/或间隔单元X也可以任选地在其它性能方面进行优化。

在这一实施方案的一个特别是替代或额外的实施中,Q表示带正电的基团Q+,例如带正电的侧基Q+和抗衡离子Z-。特别地,该带正电的基团Q+可以经由间隔单元X键合到形成聚合物主链的单元-[A]-上。在此,该带正电的基团Q+可以例如表示基于离子液体的阳离子的基团。作为Q+的正电荷的抗衡离子,可以特别地含有抗衡离子或阴离子Z-。作为抗衡离子Z-,可以例如使用例如用于锂电池的已知导电盐的所有常见抗衡离子。因此特别地,Z-可以表示阴离子,特别是导电盐阴离子。通过带正电的基团Q+,可以特别地配位或溶剂化导电盐的阴离子,特别是锂-导电盐阴离子,并特别地提高该导电盐,特别是锂-导电盐的解离。由此又同样可以有利地提高转移数,特别是通过带正电的基团Q+共价键合到形成聚合物主链的单元-[A]-上,并任选地提高导电盐的碱金属离子,特别是锂离子的迁移率并因此提高离子传导能力,特别是锂离子传导能力。此外,这样还可以有利地提高介电常数,这对于多硫化物溶解度可以具有有利影响——更确切说是减小多硫化物溶解度——这特别是在硫-碳-复合材料,例如硫-聚合物-和/或-碳变体-复合材料,特别是具有例如共价和/或离子地,特别是共价地键合到所述复合材料的聚合物上的硫的硫-聚合物-复合材料,例如硫-聚丙烯腈-复合材料,例如SPAN的情况中可以特别有利地起作用。所述形成聚合物主链的单元-[A]-和/或间隔单元X也可以任选地在其它性能方面进行优化。特别地,具有带正电的基团Q+的聚合物可以与至少一种碱金属盐,例如碱金属-导电盐,特别是锂盐,例如锂-导电盐组合着,例如混合物着使用。

在这一实施方案的一个特别是替代或额外的实施中,Q表示不带电的基团Q,例如表示不带电的官能侧基,其能够配位或溶剂化碱金属离子,特别是锂离子(Li+)。特别地,该不带电的基团Q可以经由间隔单元X键合到形成聚合物主链的单元-[A]-上。在此,该不带电的基团Q可以例如表示可衍生自电解质溶剂的基团。通过不带电的基团Q,可以有利地配位或溶解化碱金属离子,例如锂离子。这样,可以有利地提高碱金属离子,例如锂离子的迁移率,特别是通过引入可衍生自电解质溶剂的基团,并因此提高离子传导能力,特别是锂离子传导能力。所述形成聚合物主链的单元-[A]-和/或间隔单元X可以任选地在其它性能方面进行优化。仅具有不带电基团Q,特别是不带有键合的电荷,例如碱金属离子,特别是锂离子的聚合物可以首先仅是能够传导离子的,例如能够传导锂离子的,并例如通过添加碱金属盐,例如碱金属-导电盐,特别是锂盐,例如通过与碱金属盐,例如碱金属-导电盐,特别是锂盐的混合物和特别是盐的溶剂化而变得传导离子的,例如传导锂离子的。因此特别地,具有不带电基团Q的聚合物可以与至少一种碱金属盐,例如碱金属-导电盐,特别是锂盐,例如锂-导电盐组合着,例如混合着使用。

总体上,可以通过基团Q,例如Q或Q-或Q+有利地促进碱金属离子,例如锂离子从无机离子导体和/或任选从导电盐的解离或削弱碱金属离子,特别是锂离子和与无机离子导体和/或任选与导电盐之间的配位。由此可以有利地影响和/或提高转移数和/或离子,例如锂离子的迁移率并因此提高离子传导能力,特别是锂离子传导能力。在Q-的情况中,可以有利地实现非常高的转移数,由此——特别是在充电/放电时高的面电流密度的情况下——实现低的极化电压和因此实现配备其的电池的高的有效功率。通过使基团Q直接或间接键合到聚合物主链-[A]-上,可以有利地——与类似聚合物和类似的但游离或不键合的基团Q的混合物相比——实现基团Q例如Q或Q+或Q-的定域。通过基团Q,例如Q或Q+或Q-的定域,又有利地防止基团Q扩散出去并例如因此防止否则任选伴随的副反应,例如隔膜和/或阳极保护层的膨胀和/或阳极的降解,这例如在低分子量醚化合物的情况中可出现,以及改进机械稳定性和例如粘合剂功能。此外,这种聚合物可以——相比于液体电解质——具有极低的蒸气压,这使配备其的电池能够在更高的运行温度下可靠地运行。有利地,此外可以通过间隔单元X——例如通过间隔单元的类型和/或间隔单元的长度——和/或形成聚合物主链的单元-[A]-——例如通过(一个或多个)形成聚合物主链的单元-[A]-的类型及其结构——设定其它性能,如聚合物或聚合物电解质的玻璃化转变温度和/或其它性能。通过间隔单元X,可以在此有利地特别是设定聚合物或聚合物电解质的玻璃化转变温度和/或机械性能。该形成聚合物主链的单元-[A]-在此可任选地在其它性能,例如机械性能方面进行优化。

总体上,这样可以有利地简化碱金属-硫-电池,例如锂-硫-电池和/或钠-硫-电池,特别是锂-硫-电池,例如锂-SPAN-电池的制造和结构或提高其容量保持或循环稳定性、使用寿命和安全性。

在这一实施方案的一个实施中,所述至少一种聚合物电解质或至少一种聚合物包含或是共聚物,例如嵌段共聚物,例如多嵌段共聚物,和/或交替共聚物和/或无规共聚物和/或聚合物混合物和/或均聚物,其具有至少一种如下化学通式的重复单元:

如果Q包含带负电的基团Q-,该聚合物或聚合物电解质具有例如如下化学通式的重复单元:

抗衡离子Z+可以特别地表示碱金属离子,例如表示锂离子和/或钠离子,特别是表示锂离子(Li+)。由于基团Q-,例如磺酸根基团的负电荷,在此可能有利的是,直接例如锂(Li+)是对于基团Q-,例如磺酸根基团的负电荷的抗衡离子,并特别地提供离子传导能力。这样,可以有利地免除导电盐的混入。因此特别地,Z+可以表示锂离子(Li+)。

所述带负电的基团Q-可以例如表示基于导电盐阴离子,特别是锂-导电盐阴离子的基团,例如表示磺酰亚氨基阴离子基团,例如表示三氟甲烷磺酰亚氨基阴离子基团(TFSI-: F3C-SO2-(N-)-SO2-)和/或全氟乙烷磺酰亚氨基阴离子基团(PFSI-: F5C2-SO2-(N-)-SO2-)和/或氟磺酰亚氨基阴离子基团(FSI: F-SO2-(N-)-SO2-),和/或表示基于离子液体的阴离子的基团,例如表示吡唑阴离子基团或表示咪唑阴离子基团,和/或表示磺酸根基团,例如表示(简单的)磺酸根基团或表示三氟甲磺酸根基团(Triflat,-SO3CF2-),和/或表示硫酸根基团和/或表示羧酸根基团和/或表示基于磷酸基阴离子的基团,特别是表示磷酸根基团,和/或表示基于亚氨基化物的阴离子的基团,特别是表示磺酰亚氨基阴离子基团,例如表示三氟甲烷磺酰亚氨基阴离子基团(TFSI-: F3C-SO2-(N-)-SO2-)和/或全氟乙烷磺酰亚氨基阴离子基团(PFSI-: F5C2-SO2-(N-)-SO2-)和/或氟磺酰亚氨基阴离子基团(FSI: F-SO2-(N-)-SO2-),和/或表示基于氨基化物的阴离子的基团,特别是表示基于仲氨基化物(-R-NHR)的阴离子的基团,和/或表示基于羧酰氨基阴离子的基团,特别是表示基于羧酰仲胺(-CO-NHR)的阴离子的基团。通过带负电的基团Q-,可以特别地配位或溶剂化碱金属离子,特别是锂离子。在此,可以——特别是通过带负电的基团Q-共价键合到形成聚合物主链的单元-[A]-上——得到接近1的高的转移数。此外,这样可以有利地提高介电常数,这对于多硫化物溶解度可以具有有利影响——更确切说是减小多硫化物溶解度——这如所阐述那样特别是在硫-碳-复合材料,例如硫-聚合物-和/或-碳变体-复合材料,特别是具有例如共价和/或离子地,特别是共价地键合到所述复合材料的聚合物上的硫的硫-聚合物-复合材料,例如硫-聚丙烯腈-复合材料,特别是SPAN的情况中可以特别有利地起作用。

因此在一个具体的实施方案中,所述带负电的基团Q-表示基于锂-导电盐阴离子,特别是锂-导电盐阴离子的基团,和/或表示基于离子液体的阴离子的基团和/或表示磺酸根基团和/或表示硫酸根基团和/或表示羧酸根基团和/或表示基于磷酸基阴离子的基团和/或表示基于亚氨基阴离子的基团和/或表示基于氨基阴离子的基团和/或表示基于羧酰氨基阴离子的基团。

在这一实施方案的一个实施中,带负电的基团Q-表示磺酰亚氨基阴离子基团,特别是表示三氟甲烷磺酰亚氨基阴离子基团(F3C-SO2-(N-)-SO2-)和/或全氟乙烷磺酰亚氨基阴离子基团(F5C2-SO2-(N-)-SO2-)和/或氟磺酰亚氨基阴离子基团(F-SO2-(N-)-SO2-),特别是三氟甲烷磺酰亚氨基阴离子基团,和/或表示磺酸根基团,特别是表示(简单的)磺酸根基团和/或表示三氟甲磺酸根基团。例如,所述带负电的基团Q-可以表示三氟甲烷磺酰亚氨基阴离子基团或全氟乙烷磺酰亚氨基阴离子基团或氟磺酰亚氨基阴离子基团或磺酸根基团或三氟甲磺酸根基团。在一个具体的实施方案中,该带负电的基团Q表示磺酸根基团或磺酰亚氨基阴离子基团,特别是表示磺酸根基团。Z+在此可以特别地表示锂离子。通过磺酰亚氨基阴离子基团或磺酸根基团,特别是磺酰亚氨基阴离子基团,可以有利地实现相对弱的且因此提高离子迁移率,特别是锂离子迁移率和离子传导能力,特别是锂离子传导能力的阳离子,特别是锂离子的配位。Z+在此可以特别地表示锂离子。

特别地,该带负电的基团Q-可以表示苯基团,其被至少一个基于导电盐阴离子,特别是锂-导电盐阴离子的基团,特别是被至少一个磺酰亚氨基阴离子基团(苯磺酰亚氨基阴离子基团,例如苯磺酰亚氨基化锂基团),和/或被至少一个基于离子液体的阴离子的基团和/或被至少一个磺酸根基团(苯磺酸根基团,例如苯磺酸锂基团)和/或被至少一个硫酸根基团和/或被至少一个羧酸根基团和/或被至少一个基于磷酸基阴离子的基团,特别是被至少一个磷酸根基团,和/或被至少一个基于亚氨基阴离子的基团和/或被至少一个基于氨基阴离子的基团和/或被至少一个基于羧酰氨基阴离子的基团取代。例如,该带负电的基团Q-可以表示苯基团,其被至少一个三氟甲烷磺酰亚氨基阴离子基团和/或被至少一个全氟乙烷磺酰亚氨基阴离子基团和/或被至少一个氟磺酰亚氨基阴离子基团,特别是被至少一个三氟甲烷磺酰亚氨基阴离子基团取代。在一个实施方案中,Q-表示苯磺酸根基团或苯磺酰亚氨基阴离子基团,特别是苯磺酸根基团。苯基团使得基团,例如磺酸根能够有利地以简单的方式键合到不同聚合物主链上。此外,苯基团提供以简单的方式键合其它的提高离子传导能力的取代基,如多个基团,例如磺酸根基团,和/或一个或多个氧化烯基团的可能性。具有特别是这样官能化的苯基团的聚合物可以有利地通过特别是这样官能化的苯乙烯,例如4-(苯乙烯磺酰基)(三氟甲磺酰基)亚氨基化物,或用上述阴离子基团官能化的苯乙烯的双键的聚合以简单的方式形成。所述阴离子官能团键合到聚合物主链上还可以例如通过相对于芳族碳六元环的阴离子基团呈对位的官能团来实现。此外,芳族碳六元环提供以简单的方式键合其它的提高离子传导能力的取代基的可能性。

因此在这一实施方案的一个具体的实施中,带负电的基团Q-表示苯磺酰亚氨基阴离子基团,例如对-和/或邻-和/或间-苯磺酰亚氨基阴离子基团,例如对-苯磺酰亚氨基阴离子基团,和/或苯磺酸根基团,例如表示苯磺酸根基团,例如对-和/或邻-和/或间-苯磺酸根基团,例如对-苯磺酸根基团。苯磺酰亚氨基阴离子基团和/或苯磺酸根基团,例如对-、邻-和/或间-苯磺酰亚氨基阴离子基团和/或对-、邻-和/或间-苯磺酸根基团,特别是对-苯磺酰亚氨基阴离子基团和/或对-苯磺酸根基团在此可以如上阐述那样是有利的。

这种聚合物可以特别有利地特别是作为能够传导锂离子的电解质,例如固体电解质应用或使用在阴极材料中,该阴极材料例如具有硫-碳-复合材料,例如具有由特别是导电性的聚合物和硫构成的复合材料,特别是具有硫-聚丙烯腈(PAN)-复合材料,例如SPAN作为阴极活性材料,例如在锂-硫-电池中。

在这一实施方案的一个具体的实施中,Q-表示磺酰亚氨基阴离子单元,例如苯磺酰亚氨基阴离子基团。这样,可以有利地通过该软阴离子实现相对弱的且因此提高离子迁移率,特别是锂离子迁移率和离子传导能力,特别是锂离子传导能力的阳离子,特别是锂离子的配位。

在这一实施方案的另一个具体的实施中,Q-表示磺酸根基团,例如苯磺酸根基团。

如果Q包含带正电的基团Q+,该至少一种聚合物电解质或至少一种聚合物例如可以具有如下化学通式的重复单元:

在另一个具体的实施方案中,带正电的基团Q+表示基于离子液体的阳离子的基团,特别是表示吡啶鎓基团或特别是季的铵基团或咪唑鎓基团或哌啶鎓基团或吡咯烷鎓基团或特别是季的鏻基团或胍鎓基团或吗啉鎓基团或脲鎓基团或硫脲鎓基团。作为抗衡离子Z-,可以例如使用已知的锂盐,特别是锂-导电盐的所有常见的抗衡离子。因此特别地,Z-可以表示阴离子,特别是锂-导电盐阴离子。基于离子液体的阳离子的基团Q+,特别是吡啶鎓基团、铵基团、咪唑鎓基团、哌啶鎓基团、吡咯烷鎓基团、鏻基团、胍鎓基团、吗啉鎓基团、脲鎓基团和/或硫脲鎓基团可以有利地提高例如导电盐和/或无机离子导体的碱金属离子,特别是锂离子的解离并由此又有利地提高转移数和任选的碱金属离子,特别是锂离子的迁移率和因此提高离子传导能力,特别是锂离子传导能力以及介电常数并因此减小多硫化物溶解度。

吡啶鎓基团可以理解为特别是可衍生自吡啶鎓的,特别是取代或未取代的基团。铵基团可以理解为特别是可衍生自铵的基团,特别是季铵基团。咪唑鎓基团可以理解为特别是可衍生自咪唑鎓的,特别是取代或未取代的基团。哌啶鎓基团可以理解为特别是可衍生自哌啶鎓的,特别是取代或未取代的基团。吡咯烷鎓基团可以理解为特别是可衍生自吡咯烷鎓的,特别是取代或未取代的基团。鏻基团可以理解为特别是可衍生自鏻的基团,特别是季鏻基团。胍鎓基团可以理解为特别是可衍生自胍鎓的,特别是取代或未取代的基团。吗啉鎓基团可以理解为特别是可衍生自吗啉鎓的,特别是取代或未取代的基团。脲鎓基团可以理解为特别是可衍生自脲鎓的,特别是取代或未取代的基团。硫脲鎓基团可以理解为特别是可衍生自硫脲鎓的,特别是取代或未取代的基团。

例如,该带正电的基团Q+可以表示吡啶鎓基团或特别是季的铵基团或咪唑鎓基团或哌啶鎓基团或吡咯烷鎓基团或特别季的鏻基团或胍鎓基团或吗啉鎓基团或脲鎓基团或硫脲鎓基团,其(一个或多个)质子被取代基取代。

特别地,该带正电的基团Q+可以表示吡啶鎓基团或特别是季的铵基团或咪唑鎓基团或哌啶鎓基团或吡咯烷鎓基团或特别是季的鏻基团。例如,Q+可以表示特别是季的铵基团或咪唑鎓基团或吡啶鎓基团。这样,可以有利地以相对简单的方式提高离子传导能力和介电常数。

在这一实施方案的一个实施中,Z-表示锂-导电盐阴离子。这样,可以有利地提高锂-导电盐的解离,并由此也提高锂-导电盐的锂离子迁移率和因此提高锂离子传导能力。

例如,Z-可以表示高氯酸根(ClO4-)、四氟硼酸根(BF4-)、三氟甲磺酸根(Triflat-,F3CSO3-)、双草酸根合硼酸根(BOB-,)、六氟磷酸根(PF6-)、溴离子(Br-)或碘离子(I-)或氯离子(Cl-)、(双-)三氟甲烷磺酰亚氨基阴离子(TFSI-: F3C-SO2-(N-)-SO2-CF3)或二氟草酸根合硼酸根(DFOB-: )。这些阴离子通常用作锂-导电盐阴离子。因此,这些阴离子可以特别有利地用于锂-导电盐的溶剂化。

在这一实施方案的一个实施中,因此Z-表示高氯酸根和/或三氟甲磺酸根和/或四氟硼酸根和/或双草酸根合硼酸根和/或六氟磷酸根,和/或双(三氟甲烷磺酰基)亚氨基阴离子和/或双(全氟乙烷磺酰基)亚氨基阴离子和/或双(氟磺酰基)亚氨基阴离子,特别是双(三氟甲烷磺酰基)亚氨基阴离子,和/或二氟草酸根合硼酸根(-DFOB)和/或溴离子和/或碘离子和/或氯离子。特别地,Z-可以表示双(三氟甲烷磺酰基)亚氨基阴离子和/或双(全氟乙烷磺酰基)亚氨基阴离子和/或双(氟磺酰基)亚氨基阴离子,特别是双(三氟甲烷磺酰基)亚氨基阴离子、三氟甲磺酸根和/或四氟硼酸根和/或双草酸根合硼酸根和/或二氟草酸根合硼酸根(-DFOB)和/或溴离子和/或碘离子和/或氯离子。这样,可以有利地实现提高的热稳定性。

在一个具体的实施方案中,Z-表示双(三氟甲烷磺酰基)亚氨基阴离子(TFSI-: F3C-SO2-(N-)-SO2-CF3)和/或双(全氟乙烷磺酰基)亚氨基阴离子(BETI-: F5C2-SO2-(N-)-SO2-C2F5)和/或双(氟磺酰基)亚氨基阴离子(FSI: F-SO2-(N-)-SO2-F),特别是双(三氟甲烷磺酰基)亚氨基阴离子,和/或三氟甲磺酸根(Triflat,SO3-CF3)。通过大的软阴离子双(三氟甲烷磺酰基)亚氨基阴离子和/或双(全氟乙烷磺酰基)亚氨基阴离子和/或双(氟磺酰基)亚氨基阴离子和/或三氟甲磺酸根,特别是双(三氟甲烷磺酰基)亚氨基阴离子 (TFSI-),可以有利地实现相对弱的且因此提高离子迁移率,特别是锂离子迁移率和离子传导能力,特别是锂离子传导能力的阳离子,特别是锂离子的配位,并例如改进导电盐在该聚合物或聚合物电解质中的溶解度以及任选的热稳定性。

这种聚合物或聚合物电解质可以特别有利地特别是作为能够传导锂离子的电解质,例如固体电解质应用或使用在阴极材料中,该阴极材料例如具有硫-碳-复合材料,例如具有由特别是导电性的聚合物和硫构成的复合材料,特别是具有硫-聚丙烯腈(PAN)-复合材料,例如SPAN作为阴极活性材料,例如在锂-硫-电池中。

如果Q是中性基团,该至少一种聚合物电解质或至少一种聚合物例如具有如下化学通式的重复单元:

通过不带电的基团Q,可以有利地使导电盐,例如碱金属盐,特别是锂-导电盐的碱金属离子,特别是锂离子配位或溶剂化,并由此提高碱金属离子,例如锂离子的迁移率并因此提高所述聚合物或聚合物电解质的离子传导能力,特别是锂离子传导能力。这可以例如通过选择间隔单元X来促进。

在另一个具体的实施方案中,该不带电的基团Q表示特别是可衍生自电解质溶剂的基团,例如表示环状碳酸酯基团或特别是环状的内酯基团或环状氨基甲酸酯基团或非环状碳酸酯基团或非环状羧酸酯基团或非环状氨基甲酸酯基团或氧化烯基团,特别是低聚氧化烯基团。环状碳酸酯基团或内酯基团或环状氨基甲酸酯基团或非环状碳酸酯基团或非环状羧酸酯基团或非环状氨基甲酸酯基团或氧化烯基团,例如低聚氧化烯基团在此可以是有利的,因为由此可以有利地提高碱金属离子,例如锂离子的迁移率并因此可以提高所述聚合物或聚合物电解质的离子传导能力,特别是锂离子传导能力。

在这一实施方案的一个具体的实施中,Q表示氧化烯基团,特别是低聚氧化烯基团。这样,可以有利地降低玻璃化温度和/或提高锂离子传导能力。

在这一实施方案的另一个实施方案中,该不带电的基团Q表示环状碳酸酯基团或内酯基团或环状氨基甲酸酯基团或非环状碳酸酯基团或非环状羧酸酯基团或非环状氨基甲酸酯基团。通过这些基团的高极性,这些基团可以有利地提高离子解离和所述聚合物或聚合物电解质的介电常数并因此有利地减小多硫化物溶解度,这特别是在硫-聚丙烯腈-复合材料,如SPAN的情况中可以是特别有利的。

在这一实施方案的另一个实施中,该不带电的基团Q表示特别是环状或非环状的羧酸酯基团,例如内酯基团,或特别是环状或非环状的羧酸酯基团。通过这些基团的高极性,这些基团可以有利地提高所述聚合物或聚合物电解质的介电常数并因此有利地减小多硫化物溶解度,这特别是在硫-聚丙烯腈-复合材料,如SPAN的情况中可以是特别有利的。

在这一实施方案的另一个实施中,所述特别是不带电的基团Q表示环状碳酸酯基团或内酯基团或氨基甲酸酯基团,特别是环状氨基甲酸酯基团或非环状氨基甲酸酯基团。特别地,Q可以在此表示环状碳酸酯基团或特别是环状的内酯基团或环状氨基甲酸酯基团。环状碳酸酯基团、内酯基团和/或环状氨基甲酸酯基团对于提高所述聚合物的离子传导能力而言总体上可以是特别有利的。

在这一实施方案的一个具体的实施中,Q表示环状碳酸酯基团,例如形成五元环或六元环或七元环,特别是五元环的那些。在这一实施方案的另一个具体的实施中,Q表示内酯基团,例如形成五元环或六元环或七元环,特别是五元环的那些。在这一实施方案的另一个具体的实施中,Q表示环状氨基甲酸酯基团,例如形成五元环或六元环或七元环,特别是五元环的那些。在这一实施方案的另一个具体的实施中,Q表示非环状碳酸酯基团。在这一实施方案的另一个具体的实施中,Q表示非环状羧酸酯基团。在这一实施方案的另一个具体的实施中,Q表示非环状氨基甲酸酯基团。

在另一个具体的实施方案中,Q表示氢或烷基,特别是甲基或乙基。

这种聚合物或聚合物电解质可以特别有利地特别是作为能够传导锂离子的电解质,例如固体电解质应用或使用在阴极材料中,该阴极材料例如具有硫-碳-复合材料,例如具有由特别是导电性的聚合物和硫构成的复合材料,特别是具有硫-聚丙烯腈(PAN)-复合材料,例如SPAN作为阴极活性材料,例如在锂-硫-电池中。

在另一个实施方案中,所述阴极材料或至少一种聚合物电解质或至少一种聚合物还包含至少一种导电盐,特别是锂-导电盐。这样,可以任选地进一步提高离子传导能力,特别是锂离子传导能力。根据聚合物,尽管高转移数,少量混入导电盐,特别是锂-导电盐可以是有利的,以降低该聚合物的玻璃化温度并因此提高体系中的锂离子的总体迁移率,但这可能以转移数的降低为代价。理想地,在这种情况下,可以使用其阴离子很好地与基团Q相互作用的导电盐,特别是锂-导电盐。例如,可以在磺酰亚氨基阴离子基团的情况下使用双(三氟甲烷磺酰基)亚氨基化锂(LiTFSI)。

所述至少一种导电盐可以例如是锂-导电盐或钠-导电盐,特别是锂-导电盐。作为锂-导电盐,可以使用常见的锂-导电盐。例如,该至少一种锂-导电盐可以包含或是六氟磷酸锂(LiPF6)和/或双(三氟甲烷磺酰基)亚氨基化锂(LiTFSI)和/或双草酸根合硼酸锂(LiBOB)和/或三氟甲磺酸锂(LiTriflate)和/或高氯酸锂(LiClO4)和/或二氟草酸根合硼酸锂(LiDFOB)和/或四氟硼酸锂(LiBF4)和/或溴化锂(LiBr)和/或碘化锂(LiI)和/或氯化锂(LiCl)。在此,阴离子Z-和该至少一种锂-导电盐的阴离子可以不同或相同。

在这一实施方案的一个实施中,所述至少一种导电盐,特别是锂-导电盐的阴离子和Z-或Q-选自相同的阴离子种类,例如磺酰亚氨基阴离子,例如三氟甲烷磺酰亚氨基阴离子和/或五氟乙烷磺酰亚氨基阴离子和/或氟磺酰亚氨基阴离子,特别是三氟甲烷磺酰亚氨基阴离子。这样,可以有利地避免不希望的副反应,并特别是此外实现使所述至少一种导电盐的阴离子和Z-或Q-类似地,例如相同强度地配位碱金属离子,特别是锂离子,这可以有利地作用于离子迁移率。

在另一个实施方案中,所述至少一种聚合物电解质包含至少一种特别是能够传导离子的或传导离子的,例如能够传导锂离子的或传导锂离子的聚合物,其具有至少一种如下化学通式的重复单元:

其中Q表示带负电的基团Q-和抗衡离子Z+,特别是锂离子,和/或

其中间隔单元X包含至少一个任选另外的带负电的基团Q-,特别是基于导电盐阴离子的,特别是锂-导电盐阴离子的,和/或基于离子液体的阴离子的,或磺酸根基团,例如至少一个磺酰亚氨基阴离子基团和/或至少一个磺酸根基团,和抗衡离子Z+,例如碱金属离子,特别是锂离子。

在另一个替代或额外的实施方案中,所述至少一种聚合物电解质包含至少一种特别是能够传导离子的或传导离子的,例如能够传导锂离子的或传导锂离子的,其具有至少一种如下化学通式的重复单元:

其中Q表示带正电的基团Q+和抗衡离子Z-,和/或

其中间隔单元X包含至少一个任选另外的带正电的基团Q+,特别是基于离子液体的阳离子的,例如至少一个铵基团和/或至少一个吡啶鎓基团和/或至少一个咪唑鎓基团和/或至少一个哌啶鎓基团和/或至少一个吡咯烷鎓基团和/或至少一个鏻基团和/或至少一个胍鎓基团和/或至少一个吗啉鎓基团和/或至少一个脲鎓基团和/或至少一个硫脲鎓基团,和抗衡离子Z-,例如导电盐阴离子,特别是锂-导电盐阴离子。通过带正电的基团Q+,可以有利地提高例如导电盐和/或无机离子导体的离子解离并因此提高离子传导能力。然而,这种聚合物仅是能够传导离子的,特别是能够传导锂离子的,并应与至少一种导电盐,特别是锂-导电盐组合着,例如混合着使用。

在另一个替代或额外的实施方案中,所述至少一种聚合物电解质包含至少一种特别是能够传导离子的或传导离子的,例如能够传导锂离子的或传导锂离子的聚合物,其中所述至少一种聚合物包含聚氧化烯,例如聚氧化乙烯,和/或具有至少一种氧化烯基团,例如氧化乙烯基团,特别是低聚氧化烯基团,例如低聚氧化乙烯基团的聚合物和/或至少一种如下化学通式的重复单元:

其中Q表示不带电的基团Q,特别是表示氧化烯基团,特别是低聚氧化烯基团,例如氧化乙烯基团,例如低聚氧化乙烯基团,和/或

其中间隔单元X包含至少一个氧化烯基团,特别是低聚氧化烯基团,例如氧化乙烯基团,例如低聚氧化乙烯基团,和/或

其中所述形成聚合物主链的单元-[A]-包含氧化烯单元,例如低聚氧化烯单元,特别是氧化乙烯单元,例如低聚氧化乙烯单元。在此,该阴极材料可以特别地包含至少一种导电盐,特别是锂-导电盐。通过氧化烯单元或基团和/或不带电的基团Q,可以有利地提高离子迁移率和因此提高离子传导能力。然而,这种聚合物仅是能够传导离子的,特别是能够传导锂离子的,并应与至少一种导电盐,特别是锂-导电盐组合着,例如混合着使用。

在一个具体的实施方案中,Q表示带负电的基团Q-和抗衡离子Z+和/或表示带正电的基团Q+和抗衡离子Z-。这被证明是特别有利的,因为由此可以提高离子解离并减小多硫化物溶解度。可以被证明特别有利的是具有带负电的基团Q-和抗衡离子Z+和/或具有带正电的基团Q+和抗衡离子Z-的重复单元与不带电的能够传导离子的或传导离子的基团,例如氧化烯基团和/或环状和/或非环状碳酸酯基团和/或环状和/或非环状羧酸酯基团,例如内酯基团和/或环状和/或非环状氨基甲酸酯基团,特别是氧化烯基团,如低聚氧化烯基团和/或聚醚相组合,因为可以通过带负电或带正电的基团Q-或Q+提高离子解离且通过不带电的基团Q进一步提高离子迁移率,这总体上可导致离子传导能力,例如锂离子传导能力的明显升高。

在另一个实施方案中,所述间隔单元X包含至少一个特别是取代或未取代的饱和或不饱和的直链或支化的亚烷基和/或至少一个特别是取代或未取代的饱和或不饱和的直链或支化的氧化烯基团和/或至少一个特别是取代或未取代的亚苯氧基,例如低聚亚苯氧基(Phenylenoxidgruppe),特别是具有≥ 1或≥ 2至≤ 10个重复单元,和/或至少一个特别是取代或未取代的亚苯基,例如低聚亚苯基,特别是具有≥ 1或≥ 2至≤ 10个重复单元,和/或至少一个特别是取代或未取代的亚苄基,例如低聚亚苄基,特别是具有≥ 1或≥ 2至≤ 10个重复单元,和/或至少一个羰基,特别是酮基,例如烷基羰基,和/或至少一个环状碳酸酯基团和/或至少一个内酯基团和/或至少一个环状氨基甲酸酯基团和/或至少一个非环状碳酸酯基团和/或至少一个非环状羧酸酯基团和/或至少一个非环状氨基甲酸酯基团和/或至少一个醚氧和/或至少一个带正电的基团,例如至少一个特别是季的铵基团和/或至少一个吡啶鎓基团和/或至少一个咪唑鎓基团和/或至少一个哌啶鎓基团和/或至少一个吡咯烷鎓基团和/或至少一个特别是季的鏻基团和/或至少一个胍鎓基团和/或至少一个吗啉鎓基团和/或至少一个脲鎓基团和/或至少一个硫脲鎓基团,和/或至少一个带负电的基团,例如至少一个磺酸根基团和/或三氟甲烷磺酰亚氨基阴离子基团,例如至少一个磺酸锂基团和/或三氟甲烷磺酰亚氨基化锂基团,特别是苯磺酸锂基团和/或三氟甲烷磺酰亚氨基化锂-苯-基团。在此,该间隔单元X也可具有这些基团的组合。通过这种间隔单元X,可以有利地在总体上提高聚合物或聚合物电解质的离子传导能力,例如其中通过该聚合物主链在其它性能方面进行优化。通过将至少一个——任选额外的——环状碳酸酯基团和/或内酯基团和/或环状氨基甲酸酯基团和/或非环状碳酸酯基团和/或非环状羧酸酯基团和/或非环状氨基甲酸酯基团和/或带正电的基团,特别是基于离子液体的阳离子的,例如特别是季的铵基团和/或吡啶鎓基团和/或咪唑鎓基团和/或哌啶鎓基团和/或吡咯烷鎓基团和/或特别是季的鏻基团和/或胍鎓基团和/或吗啉鎓基团和/或脲鎓基团和/或硫脲鎓基团,和/或带负电的基团,例如磺酰亚氨基阴离子基团和/或磺酸根基团引入间隔单元X中,可以有利地进一步提高离子传导能力——特别是如关于相应基团Q、Q+和Q-所阐述的。

在这一实施方案的一个实施中,所述间隔单元X包含至少一个特别是取代或未取代的饱和或不饱和的直链或支化的氧化烯基团,特别是低聚氧化烯基团。在此,该间隔单元X可以例如包含至少一个例如取代或未取代的饱和或不饱和的直链或支化的氧化乙烯基团和/或氧化丙烯基团,特别是低聚氧化乙烯基团和/或低聚氧化丙烯基团。特别地,该间隔单元X在此可以包含至少一个例如取代或未取代的饱和或不饱和的直链或支化的氧化乙烯基团,特别是低聚氧化乙烯基团。这样,可以有利地提高离子迁移率。这可能在带正电的基团Q+的情况中和/或在带负电的基团Q-的情况中是特别有利的,特别是以便使解离的离子迁移并由此提高离子传导能力。

所述间隔单元X的至少一个氧化烯基团可以特别是部分或完全卤代的,特别是氟代的,例如全氟代的。通过卤代,特别是氟代,例如全氟代,可以有利地通过该聚合物或聚合物电解质,特别是通过氧化烯基团减小多硫化物的溶解度,这在与硫-碳-复合材料,例如硫-聚合物-和/或-碳变体-复合材料,特别是具有例如共价和/或离子地,特别是共价地键合到该复合材料的聚合物上的硫的硫-聚合物-复合材料,例如硫-聚丙烯腈-复合材料,例如SPAN-复合材料组合着用作阴极材料时可能是特别有利的。

在这一实施方案的另一个替代或额外的实施中,所述间隔单元X包含至少一个羰基,特别是至少一个环状碳酸酯基团和/或至少一个内酯基团和/或至少一个环状氨基甲酸酯基团和/或至少一个非环状碳酸酯基团和/或至少一个非环状羧酸酯基团和/或至少一个非环状氨基甲酸酯基团。特别地,该间隔单元X在此可以包含至少一个非环状碳酸酯基团。这样,同样可以有利地提高离子迁移率。这可能在带正电的基团Q+的情况中和/或在带负电的基团Q-的情况中是特别有利的,特别是以便使解离的离子迁移并由此提高离子传导能力。

在这一实施方案的另一个替代或额外的实施中,所述间隔单元X包含至少一个,任选其它的,带正电的基团Q+,特别是基于离子液体的阳离子的,例如至少一个铵基团和/或至少一个吡啶鎓基团和/或至少一个咪唑鎓基团和/或至少一个哌啶鎓基团和/或至少一个吡咯烷鎓基团和/或至少一个鏻基团和/或至少一个胍鎓基团和/或至少一个吗啉鎓基团和/或至少一个脲鎓基团和/或至少一个硫脲鎓基团。在此,该间隔单元X可例如包含至少一个铵基团和/或至少一个吡啶鎓基团和/或至少一个咪唑鎓基团,例如至少一个铵基团和/或至少一个吡啶鎓基团,和抗衡离子Z-,例如导电盐阴离子,特别是锂-导电盐阴离子。该间隔单元的至少一个,任选其它的,带正电的基团Q+可以特别地如上特别是在经间隔单元X键合的带正电的基团Q+的上下文中阐述那样配置的。这样,可以有利地提高离子解离。这可能在带正电的基团Q+-和/或在不带电的基团Q的情况中是特别有利的,特别是以便进一提高离子传导能力并进一步减小多硫化物溶解度。

在这一实施方案的另一个替代或额外的实施中,所述间隔单元X包含至少一个,任选其它的,带负电的基团Q-和抗衡离子Z+,例如碱金属离子,例如锂离子和/或钠离子,特别是锂离子。该间隔单元的至少一个,任选其它的,带负电的基团Q-可特别地如上特别是在经间隔单元X键合的带负电的基团Q-的上下文中阐述那样配置的。例如,该间隔单元X的至少一个,任选其它的,带负电的基团Q-可以是基于导电盐阴离子的,特别是锂-导电盐阴离子的,和/或离子液体的阴离子的基团和/或磺酸根基团。在此例如,该间隔单元X可以包含至少一个磺酰亚氨基阴离子基团,例如至少一个三氟甲烷磺酰亚氨基阴离子基团和/或全氟乙烷磺酰亚氨基阴离子基团和/或氟磺酰亚氨基阴离子基团,特别是至少一个三氟甲烷磺酰亚氨基阴离子基团,和/或至少一个磺酸根基团。这样,可以有利地提高离子解离。这可能在带负电的基团Q--的情况中和/或在不带电的基团Q的情况中是特别有利的,特别是以便进一步提高离子传导能力并进一步减小多硫化物溶解度。

所述间隔单元X的至少一个亚烷基的链长可以例如为≥ 1至≤ 16个碳原子,特别是≥ 1至≤ 13个碳原子,例如≥ 1至≤ 4个碳原子或≥ 4至≤ 8个碳原子和/或≥ 9至≤ 13个碳原子。在此例如,该间隔单元X的亚烷基可以是饱和的亚烷基,其例如具有化学通式:-(CH2)a1-,其中1 ≤ a1 ≤ 15,例如1 ≤ a1 ≤ 12,例如1 ≤ a1 ≤ 3。

所述间隔单元X的至少一个氧化烯基团可以例如是氧化乙烯基团和/或氧化丙烯基团。特别地,该至少一个氧化烯基团可以是低聚氧化烯基团,例如低聚氧化乙烯基团和/或低聚氧化丙烯基团。特别地,该氧化烯基团或低聚氧化烯基团可以具有≥ 1或≥ 2至≤ 10 个重复单元,例如≥ 1或≥ 2至≤ 4 个重复单元。例如在此,该至少一个氧化烯单元可以具有化学通式:-[CH2-CH2-O-]b,其中1 ≤ b ≤ 10,例如1 ≤或2 ≤ b ≤ 4。

所述间隔单元X的至少一个氧化烯基团与聚合物主链-[A]-和基团Q,例如吡啶鎓基团、铵基团、咪唑鎓基团、哌啶鎓基团、吡咯烷鎓基团、鏻基团、胍鎓基团、吗啉鎓基团、脲鎓基团、硫脲鎓基团、环状碳酸酯基团、内酯基团、环状氨基甲酸酯基团、非环状碳酸酯基团、非环状羧酸酯基团、非环状氨基甲酸酯基团、磺酰亚氨基阴离子基团或磺酸根基团的键合在此可以分别经特别是饱和和/或不饱和的直链或支化的亚烷基,例如亚甲基和/或烷氧基实现。在此,该间隔单元X可以例如是烷基-氧化烯-烷基,例如烷基-低聚氧化烯-烷基,其例如具有化学通式:-(CH2)a1-[CH2-CH2-O-]b1-(CH2)a1’-,其中1 ≤ a1 ≤ 12,特别是1 ≤ a1 ≤ 3、1 ≤ b1 ≤ 10,特别是1 ≤或2 ≤ b1 ≤ 4且1 ≤ a1’ ≤ 12,特别是1 ≤ a1’ ≤ 3,或烷氧基-氧化烯-烷基,例如烷氧基-低聚氧化烯-烷基,其例如具有化学通式:-(CH2)a2-O-[CH2-CH2-O-]b2-(CH2)a2’-,其中1 ≤ a2 ≤ 12,特别是1 ≤ a2 ≤ 3、1 ≤ b2 ≤ 10,特别是1 ≤或2 ≤ b2 ≤ 4且1 ≤ a2’ ≤ 12,特别是1 ≤ a2’ ≤ 3。

所述间隔单元X的至少一个亚苯氧基和/或至少一个亚苯基和/或至少一个亚苄基可以特别地被一个或多个烷基侧链和/或一个或多个氧化烯侧链,例如低聚氧化烯侧链,例如低聚氧化乙烯侧链和/或低聚氧化丙烯侧链,和/或一个或多个环状碳酸酯基团和/或内酯基团和/或环状氨基甲酸酯基团和/或非环状碳酸酯基团和/或非环状羧酸酯基团和/或非环状氨基甲酸酯基团和/或一个或多个带电的基团,例如季铵基团和/或吡啶鎓基团和/或咪唑鎓基团和/或哌啶鎓基团和/或吡咯烷鎓基团和/或,特别是季的鏻基团和/或胍鎓基团和/或吗啉鎓基团和/或脲鎓基团和/或硫脲鎓基团和/或磺酰亚氨基阴离子基团和/或磺酸根基团,例如磺酸锂基团取代。这样,可以有利地——特别是如在相应的基团Q、Q+和Q-的上下文中阐述那样——进一步提高离子传导能力。例如,该间隔单元X可以包含一个或多个亚苯氧基和/或亚苯基和/或亚苄基。在该间隔单元X的亚苯氧基和/或亚苯基和/或亚苄基之间,可以在此(各自)插入特别是饱和和/或不饱和的直链或支化的,例如部分或完全卤代或未卤代的,例如部分氟代或全氟代或未氟代的亚烷基和/或氧化烯基团,例如低聚氧化烯基团,例如低聚氧化乙烯基团和/或低聚氧化丙烯基团。

所述间隔单元X的至少一个羰基与聚合物主链-[A]-和基团Q,例如环状碳酸酯基团、内酯基团、环状氨基甲酸酯基团、非环状碳酸酯基团、非环状羧酸酯基团、非环状氨基甲酸酯基团、吡啶鎓基团、铵基团、咪唑鎓基团、哌啶鎓基团、吡咯烷鎓基团、鏻基团、胍鎓基团、吗啉鎓基团、脲鎓基团、硫脲鎓基团、磺酰亚氨基阴离子基团或磺酸根基团的键合在此可以各自经特别是饱和和/或不饱和的直链或支化的,例如部分或完全卤代或未卤代,例如部分氟代或全氟代或未氟代的亚烷基和/或氧化烯基团,例如低聚氧化烯基团,例如低聚氧化乙烯基团和/或低聚氧化丙烯基团实现。

例如,所述间隔单元X可以包含一个或多个——例如与Q类似的——环状碳酸酯基团和/或内酯基团和/或环状氨基甲酸酯基团和/或非环状碳酸酯基团和/或非环状羧酸酯基团和/或非环状氨基甲酸酯基团和/或一个或多个——例如与Q+类似的——铵基团和/或吡啶鎓基团和/或咪唑鎓基团和/或哌啶鎓基团和/吡咯烷鎓基团和/或鏻基团和/或胍鎓基团和/或吗啉鎓基团和/或脲鎓基团和/或硫脲鎓基团和/或一个或多个——例如与Q-类似的——磺酰亚氨基阴离子基团和/或磺酸根基团,例如苯磺酰亚氨基阴离子基团和/或苯磺酸根基团。该间隔单元X的环状碳酸酯基团、内酯基团、环状氨基甲酸酯基团、非环状碳酸酯基团、非环状羧酸酯基团、非环状氨基甲酸酯基团、铵基团、吡啶鎓基团、咪唑鎓基团、哌啶鎓基团、吡咯烷鎓基团、鏻基团、胍鎓基团、吗啉鎓基团、脲鎓基团、硫脲鎓基团、磺酰亚氨基阴离子基团或磺酸根基团,例如苯磺酰亚氨基阴离子基团和/或苯磺酸根基团与聚合物主链-[A]-和/或与该间隔单元X的其它的环状碳酸酯基团、内酯基团、环状氨基甲酸酯基团、非环状碳酸酯基团、非环状羧酸酯基团、非环状氨基甲酸酯基团、铵基团、吡啶鎓基团、咪唑鎓基团、哌啶鎓基团、吡咯烷鎓基团、鏻基团、胍鎓基团、吗啉鎓基团、脲鎓基团、硫脲鎓基团、磺酰亚氨基阴离子基团或磺酸根基团的键合和/或在该间隔单元X的环状碳酸酯基团、内酯基团、环状氨基甲酸酯基团、非环状碳酸酯基团、非环状羧酸酯基团、非环状氨基甲酸酯基团、铵基团、吡啶鎓基团、咪唑鎓基团、哌啶鎓基团、吡咯烷鎓基团、鏻基团、胍鎓基团、吗啉鎓基团、脲鎓基团、硫脲鎓基团、磺酰亚氨基阴离子基团或磺酸根基团,例如苯磺酰亚氨基阴离子基团和/或苯磺酸根基团之间的键合和/或与例如末端的基团Q,例如环状碳酸酯基团、内酯基团、环状氨基甲酸酯基团、非环状碳酸酯基团、非环状羧酸酯基团、非环状氨基甲酸酯基团、吡啶鎓基团、铵基团、咪唑鎓基团、哌啶鎓基团、吡咯烷鎓基团、鏻基团、胍鎓基团、吗啉鎓基团、脲鎓基团、硫脲鎓基团、磺酰亚氨基阴离子基团或磺酸根基团的键合可以在此特别地(各自)经特别是饱和和/或不饱和的直链或支化的,例如部分或完全卤代或未卤代,例如部分氟代或全氟代或未氟代的亚烷基和/或氧化烯基团,例如低聚氧化烯基团,例如低聚氧化乙烯基团和/或低聚氧化丙烯基团实现。

例如,该间隔单元X可以特别是饱和和/或不饱和的直链或支化的亚烷基间隔单元。在亚烷基间隔单元X的情况中,特别是在饱和的情况中,间隔单元中的碳原子数目可以特别是≥ 1至≤ 12,例如≥ 1至≤ 4。例如,该亚烷基间隔单元可以基于化学通式:-(CH2)a1-,其中1 ≤ a1 ≤ 12,特别是1 ≤ a1 ≤ 3。

或者,该间隔单元X可以例如是氧化烯间隔单元,例如低聚氧化烯间隔单元,例如低聚氧化乙烯间隔单元或低聚氧化丙烯间隔单元。在一个实施作为低聚氧化烯间隔单元的情况中,重复单元的数目可以例如是≥ 2至≤ 10个重复单元,特别是≥ 2至≤ 4。在此,该氧化烯单元,例如低聚氧化烯单元,例如低聚氧化乙烯单元或低聚氧化丙烯单元与聚合物主链-[A]-或基团Q,例如环状碳酸酯基团、内酯基团、环状氨基甲酸酯基团、非环状碳酸酯基团、非环状羧酸酯基团、非环状氨基甲酸酯基团、吡啶鎓基团、铵基团、咪唑鎓基团、哌啶鎓基团、吡咯烷鎓基团、鏻基团、胍鎓基团、吗啉鎓基团、脲鎓基团、硫脲鎓基团、磺酰亚氨基阴离子基团或磺酸根基团的键合特别是各自经特别是饱和和/或不饱和的直链或支化的亚烷基,例如亚甲基实现。例如,该氧化烯间隔单元可以基于化学通式:-(CH2)a3-[CH2-CH2-O]b3-(CH2)a3-,其中1 ≤ b3 ≤ 10,特别是1 ≤ b3 ≤ 4且1或0 ≤ a3 ≤ 3,例如a3 = 1。

或者,该间隔单元X可以例如是基于特别是取代或未取代的亚苯氧基和/或亚苯基和/或亚苄基的间隔单元。特别地,在此该间隔单元可以包含多个亚苯氧基单元和/或亚苯基单元和/或亚苄基单元。在所述间隔单元X的亚苯氧基单元和/或低聚亚苯氧基单元和/或亚苯基单元和/或低聚亚苯基单元和/或亚苄基单元和/或低聚亚苄基单元之间,在此可以(各自)插入特别是饱和和/或不饱和的直链或支化的,例如部分或完全卤代或未卤代,例如部份氟代或全氟代或未氟代的亚烷基和/或氧化烯基团,例如低聚氧化烯基团,例如低聚氧化乙烯基团和/或低聚氧化丙烯基团。取代可以在此特别地通过一个或多个烷基侧链和/或一个或多个氧化烯侧链,例如低聚氧化烯侧链,例如低聚氧化乙烯-侧链和/或低聚氧化丙烯-侧链,和/或一个或多个环状碳酸酯基团和/或内酯基团和/或环状氨基甲酸酯基团和/或非环状碳酸酯基团和/或非环状羧酸酯基团和/或非环状氨基甲酸酯基团和/或一个或多个带电的基团,例如季铵基团和/或吡啶鎓基团和/或咪唑鎓基团和/或哌啶鎓基团和/或吡咯烷鎓基团,和/或,例如季的鏻基团和/或胍鎓基团和/或吗啉鎓基团和/或脲鎓基团和/或硫脲鎓基团和/或磺酰亚氨基阴离子基团和/或磺酸根基团,例如磺酰亚氨基化锂基团和/或磺酸锂基团实现。

或者,该间隔单元X可以例如是羰基间隔单元,例如亚烷基/氧化烯-羰基-亚烷基/氧化烯-间隔单元。

或者,间隔单元X可以例如是醚氧(-O-)。

在一个具体的实施方案中,该间隔单元X是亚烷基-和/或氧化烯-间隔单元,例如亚烷基-和/或低聚氧化烯-间隔单元,例如氧化乙烯-和/或低聚氧化乙烯-间隔单元。

在另一个实施方案中,-[A]-表示形成聚合物主链的单元,其包含(至少一个)氧化烯单元,特别是氧化乙烯单元(PEO)和/或氧化丙烯单元,例如低聚氧化烯单元,例如低聚氧化乙烯单元和/或低聚氧化丙烯单元,和/或含有碳酸酯基团,特别是有机碳酸酯基团的单元和/或硅氧烷单元和/或磷腈单元和/或甲基丙烯酸甲酯单元和/或甲基丙烯酸酯单元和/或亚苯基单元和/或亚苯氧基单元和/或亚苄基单元和/或亚烷基单元。

例如,-[A]-可以表示形成聚合物主链的单元,其包含和/或形成聚醚,特别是聚氧化乙烯(PEO)和/或聚氧化丙烯,和/或包含(一个或多个)聚合的,特别是有机的碳酸酯基团的重复单元,例如聚碳酸酯和/或由形成聚合物主链的结构单元与含碳酸酯基团的侧基构成的聚合物,和/或聚硅氧烷和/或聚磷腈和/或聚甲基丙烯酸甲酯和/或聚甲基丙烯酸酯和/或聚亚苯基,例如对-聚亚苯基,和/或聚亚苯氧基和/或聚亚苄基(Polybenzylen)和/或聚烯烃,例如聚丙烯和/或聚乙烯。例如,-[A]-可以表示形成聚合物主链的单元,其基于聚醚,特别是聚氧化乙烯(PEO)和/或聚氧化丙烯,和/或包含(一个或多个)聚合的特别是有机的碳酸酯基团的重复单元和/或聚硅氧烷和/或聚磷腈和/或聚甲基丙烯酸甲酯和/或聚甲基丙烯酸酯和/或聚亚苯基,例如对-聚亚苯基,和/或聚亚苯氧基和/或聚亚苄基和/或聚烯烃,例如聚丙烯和/或聚乙烯。

在一个具体的实施方案中,形成聚合物主链的单元-[A]-包含(至少一个)硅氧烷。这样,可以有利地实现聚合物的低玻璃化转变温度和因此实现高的离子传导能力。

在另一个特别是替代或额外的特别实施方案中,形成聚合物主链的单元-[A]-包含(至少一个)磷腈单元。这样,可以同样有利地实现聚合物的低玻璃化转变温度和因此实现高的离子传导能力。

在另一个特别是替代或额外的特别实施方案中,形成聚合物主链的单元-[A]-包含(至少一个)甲基丙烯酸甲酯单元和/或甲基丙烯酸酯单元。它们可能有利地比磷腈在合成上更容易获得。

在另一个特别是替代或额外的特别实施方案中,形成聚合物主链的单元-[A]-包含(至少一个)亚苯基单元。特别地,形成聚合物主链的单元-[A]-可以包含(至少一个)对亚苯基单元。这样,可以有利地还实现导电性。此外,亚苯基单元或聚亚苯基可以通过简单的方式单或多重取代,例如磺化。特别地,亚苯基单元和/或由此形成的聚亚苯基-聚合物主链的多重磺化也是可行的。例如,形成聚合物主链的单元-[A]-可以包含(至少一个)亚苯氧基单元。经由氧,可以有利地以简单的方式——任选经由间隔单元X——键合基团Q、Q+和/或Q-。例如,形成聚合物主链的单元-[A]-可以包含或是至少单磺化的,例如多重磺化的亚苯基单元。例如,该聚合物或聚合电解质可以包含或是磺酸根基团,特别是磺酸锂基团取代的聚亚苯基,例如对聚亚苯基,其例如包含至少一种被磺酸根基团,特别是磺酸锂基团至少单取代,例如被多个磺酸根基团,特别是磺酸锂基团取代的亚苯基重复单元。这被证明是有利的,因为这样可以提高阴离子单元的数目并因此提高每亚苯基单元的锂离子电荷载体。除了磺酸根基团取代的亚苯基单元外,例如以聚亚苯基形式的形成聚合物主链的单元-[A]-还可以包含一种或多种其它的亚苯基单元,例如未取代的亚苯基单元和/或各自被基团Q,例如Q+或Q-或Q和间隔单元X,特别是Xx单或多重取代的亚苯基单元。

在另一个特别是替代或额外的特别实施方案中,形成聚合物主链的单元-[A]-包含(至少一个)亚苄基单元。

在另一个特别是替代或额外的特别实施方案中,形成聚合物主链的单元-[A]-包含(至少一个)亚烷基单元。

在另一个特别是替代或额外的特别实施方案中,形成聚合物主链的单元-[A]-包含(至少一个)氧化烯单元,特别是氧化乙烯单元(PEO)和/或氧化丙烯单元,例如低聚氧化烯单元,例如低聚氧化乙烯单元和/或低聚氧化丙烯单元,特别是低聚氧化乙烯单元。这样,可以有利地提高离子迁移率并因此提高离子传导能力。

在另一个特别是替代或额外的特别实施方案中,形成聚合物主链的单元-[A]-包含(至少一个)包含碳酸酯基团,特别是有机碳酸酯基团的单元。这样,可以有利地提高聚合物主链的极性并因此有利地影响,特别是减小多硫化物溶解度。包含聚合的特别是有机的碳酸酯基团的重复单元可以例如形成聚碳酸酯,即聚合物主链例如借助缩合包含键合的,特别是酯化的碳酸酯基团的聚酯。但是,或者或额外地,包含聚合的特别是有机的碳酸酯基团的重复单元也可以形成由形成聚合物主链的结构单元与含有特别是有机的碳酸酯基团的侧基团构成的聚合物。通过含有碳酸酯基团的侧基团,在此可以有利地在总体上提高聚合物的离子传导能力。形成的聚合物主链在此本身可以包含碳酸酯基团,例如是聚碳酸酯,或也可以是不含碳酸酯基团的,特别地不是聚碳酸酯。例如,形成聚合物主链的单元-[A]-可以包含具有形成聚合物主链的结构单元和具有含碳酸酯基团的侧基团的单元。在此,含碳酸酯基团的侧基团可以例如键合在形成聚合物主链的结构单元的原子上。然而例如,含碳酸酯基团的侧基团也可以环状地,例如以五元环或六元环或七元环,特别是五元环的形式键合在形成聚合物主链的结构单元上,特别是在形成聚合物主链的结构单元的两个原子上。在此特别地,碳酸酯基团可以形成环状地键合在形成聚合物主链的结构单元上的侧基团。例如,形成聚合物主链的单元-[A]-可以包含具有形成聚合物主链的结构单元和具有碳酸酯基团的单元,其中该碳酸酯基团形成环状地键合在形成聚合物主链的结构单元上的侧基团。在此例如,该碳酸酯基团可以经两个氧原子键合在形成聚合物主链的结构单元的两个原子上并例如(与形成聚合物主链的结构单元的原子一起)形成五元环或六元环或七元环,特别是五元环。

形成聚合物主链的单元-[A]-既可以是被经间隔单元X键合的基团Q单官能化的,也可以是多官能化的,例如双官能化、三官能化或四官能化的。在此,多官能化的形成聚合物主链的单元-[A]-可以理解为特别是被至少两个基团Q,例如Q+和/或Q-和/或Q官能化的形成聚合物主链的单元-[A]-,特别是其中各自的基团Q,例如Q+或Q-或Q——任选经间隔单元X,特别是Xx——键合在形成聚合物主链的单元-[A]-上。

下面举例介绍若干化学通式,形成聚合物主链的单元-[A]-或重复单元([A]-X-Q):

——和例如还有稍后阐述的形成聚合物主链的单元-[AI]-、-[AII]-、-[AIII]-、-[AIV]-、-[AV]-、-[AVI]-、-[AVII]-、-[AVIII]-、-[AIX]-、-[Aa]-、-[Ab]-、-[Ac]-、-[Ad]-、-[Ae]-、-[Af]-、-[AZ]-或-[AZ1]-和具体的重复单元——可以基于所述化学通式。在形成聚合物主链的单元-[A]-的图示的情况中,xq在此可以(各自)表示键合位点,在其上或者(各自的)基团Q例如经间隔单元X,特别是Xx(在x = 0的情况中间接经间隔单元,或在x = 0的情况中直接)键合在形成聚合物主链的单元-[A]-上。在重复单元([A]-X-Q)的图示的情况中,xq可以表示XQ,即或者(各自的)间隔单元X,特别是Xx以及或者(各自的)基团Q,例如Q+或Q-或Q。

例如,形成聚合物主链的单元-[A]-或重复单元([A]-X-Q)可以包含或是下列化学通式的氧化烯单元,例如氧化乙烯单元:

和/或下列化学通式的氧化丙烯-重复单元:

和/或和/或。

或者或额外地,形成聚合物主链的单元-[A]-或重复单元([A]-X-Q)可以包含或是下列化学通式的具有形成聚合物主链的结构单元和具有环状地键合在形成聚合物主链的结构单元上的碳酸酯基团的重复单元:

或者或额外地,形成聚合物主链的单元-[A]-或重复单元([A]-X-Q)可以包含或是下列化学通式的硅氧烷单元:

和/或,特别是其中R表示烷基,例如表示甲基、乙基和/或丙基,例如甲基。例如,形成聚合物主链的单元-[A]-或重复单元([A]-X-Q)可以包含或是下列化学通式的硅氧烷单元:

或者或额外地,形成聚合物主链的单元-[A]-或重复单元([A]-X-Q)可以包含或是下列化学通式的磷腈单元:

和/或和/或和/或

和/或,特别是其中R’表示氢或(优选地)表示烷基,例如表示甲基、乙基和/或丙基,例如甲基。

或者或额外地,形成聚合物主链的单元-[A]-或重复单元([A]-X-Q)可以包含或是下列化学通式的甲基丙烯酸甲酯单元:

或者或额外地,形成聚合物主链的单元-[A]-或重复单元([A]-X-Q)可以包含或是下列化学通式的甲基丙烯酸酯单元:

或者或额外地,形成聚合物主链的单元-[A]-或重复单元([A]-X-Q)可以包含或是下列化学通式的亚苯基单元:

和/或和/或

,例如。

或者或额外地,形成聚合物主链的单元-[A]-或重复单元([A]-X-Q)可以包含或是下列化学通式的亚乙基单元:

和/或下列化学通式的亚丙基单元:

例如,形成聚合物主链的单元-[A]-可以包含(至少一个)具有形成聚合物主链的结构单元和具有含碳酸酯基团的侧基团的单元。这样,可以有利地在总体上提高聚合物的离子传导能力。在此,该含碳酸酯基团的侧基团可以例如键合在形成聚合物主链的结构单元的原子上。例如,形成聚合物主链的单元-[A]-可以是(至少一个)具有形成聚合物主链的结构单元和碳酸酯基团的单元,该碳酸酯基团形成环状地键合在形成聚合物主链的结构单元上的侧基团。在此例如,该碳酸酯基团可以经两个氧原子键合在形成聚合物主链的结构单元的两个原子上,并例如(与形成聚合物主链的结构单元一起)形成五元环或六元环或七元环,特别是五元环。

在一个具体的实施方案中,形成聚合物主链的单元-[A]-包含(至少一个)硅氧烷单元和/或磷腈单元和/或甲基丙烯酸甲酯单元和/或甲基丙烯酸酯单元和/或亚苯基单元,特别是对亚苯基单元。特别地,形成聚合物主链的单元-[A]-可以包含(至少一个)硅氧烷单元和/或磷腈单元和/或甲基丙烯酸甲酯单元和/或甲基丙烯酸酯单元。在一个具体的实施方案中,形成聚合物主链的单元-[A]-包含(至少一个)甲基丙烯酸甲酯单元和/或甲基丙烯酸酯单元和/或硅氧烷单元。通过磷腈和/或硅氧烷可以有利地实现聚合物的低玻璃化转变温度和因此实现高的离子传导能力。甲基丙烯酸甲酯和/或甲基丙烯酸酯可以有利地实现合成的简化。通过亚苯基单元,可以有利地还实现导电性。此外,亚苯基单元或聚亚苯基可以以简单的方式单或多重取代,例如磺化。

在另一个实施方案中,形成聚合物主链的单元-[A]-包含(至少一个)多官能化,例如双官能化的硅氧烷单元和/或多官能化,例如双官能化或四官能化的,例如或者通过在一个或多个侧链中的支化而多官能化,例如四官能化的磷腈单元和/或多官能化,例如双官能化的甲基丙烯酸甲酯单元和/或多官能化,例如双官能化的甲基丙烯酸酯单元和/或多官能化,例如双官能化的亚苯基单元。在这一实施方案的一个具体的实施中,形成聚合物主链的单元-[A]-包含(至少一个)多官能化,例如双官能化的硅氧烷单元和/或多官能化,例如双官能化或四官能化的,例如或者通过在一个或多个侧链中的支化而多官能化,例如四官能化的磷腈单元。在这一实施方案的一个非常具体的实施中,形成聚合物主链的单元-[A]-包含(至少一个)多官能化,例如双官能化的硅氧烷单元。这样,该聚合物可以有利地以简单的方式配备有多个基团Q。

在另一个实施方案中,形成聚合物主链的单元-[A]-——或稍后阐述的形成聚合物主链的单元-[AI]-、-[AII]-、-[AIII]-、-[AIV]-、-[AV]-、-[AVI]-、-[AVII]-、-[AVIII]-、-[AIX]-、-[Aa]-、-[Ab]-、-[Ac]-、-[Ad]-、-[Ae]-、-[Af]-、-[AZ]-或-[AZ1]-——和/或间隔单元X——或稍后阐述的间隔单元(XI)、(XII)、(XIII)、(XIV)、(XV)、(XVI)、(XVII)、(XVIII)、(XIX)、(Xa)、(Xb)、(Xc)、(Xd)、(Xe)、(Xf)或(XZ)——和/或基团Q,例如Q+和/或Q-和/或Q,特别是部分或完全地卤代,例如氟代,任选地全氟代的。在此,(至少)氧化烯基团和/或亚烷基和/或烷基和/或烷氧基可以特别是卤代,特别是氟代,任选全氟代的。通过氟代,特别是氧化烯基团,如氧化乙烯基团和/或氧化丙烯基团和/或聚醚和/或烷基和/或亚烷基和/或烷氧基的氟代,可以有利地通过该聚合物降低多硫化物的溶解度。这样,又可以有利地减少或避免多硫化物从阴极活性材料,例如硫-碳-复合材料,例如硫-聚合物-复合材料,特别是硫-聚丙烯腈-复合材料,如SPAN中溶解出来并因此减少或避免活性材料损失,并由此改进配备其的锂-硫-电池或配备其的能源系统,例如锂-硫-电池组的有效功率、循环稳定性和使用寿命。氟代还可以对于转移数具有有利影响并可以特别地提高转移数。

因此在另一个实施方案中,间隔单元X——或稍后阐述的间隔单元(XI)、(XII)、(XIII)、(XIV)、(XV)、(XVI)、(XVII)、(XVIII)、(XIX)、(Xa)、(Xb)、(Xc)、(Xd)、(Xe)、(Xf)、(XZ)或(XZ1)——和/或形成聚合物主链的单元-[A]-——或稍后阐述的形成聚合物主链的单元-[AI]-、-[AII]-、-[AIII]-、-[AIV]-、-[AV]-、-[AVI]-、-[AVII]-、-[AVIII]-、-[AIX]-、-[Aa]-、-[Ab]-、-[Ac]-、-[Ad]-、-[Ae]-、-[Af]-、-[AZ]-或-[AZ1]-——和/或基团Q或Q+或Q-——或在下面更详细阐述的具有R10-R213的基团——包含氟代,特别是全氟代的氧化烯单元,例如氧化乙烯单元和/或氧化丙烯单元,特别是氧化乙烯单元,例如低聚氧化烯单元,例如低聚氧化乙烯单元和/或低聚氧化丙烯单元,特别是低聚氧化乙烯单元。任选地,所述间隔单元X——或稍后阐述的间隔单元(XI)、(XII)、(XIII)、(XIV)、(XV)、(XVI)、(XVII)、(XVIII)、(XIX)、(Xa)、(Xb)、(Xc)、(Xd)、(Xe)、(Xf)、(XZ)或(XZ1)——和/或形成聚合物主链的单元-[A]-——或稍后阐述的形成聚合物主链的单元-[AI]-、-[AII]-、-[AIII]-、-[AIV]-、-[AV]-、-[AVI]-、-[AVII]-、-[AVIII]-、-[AIX]-、-[Aa]-、-[Ab]-、-[Ac]-、-[Ad]-、-[Ae]-、-[Af]-、-[AZ]-或-[AZ1]-——和/或基团Q或Q+或Q-——或在下面更详细阐述的具有R10-R213的基团——在此可以是不含未氟代的氧化烯单元,例如氧化乙烯单元和/或氧化丙烯单元,特别是氧化乙烯单元,例如低聚氧化烯单元,例如低聚氧化乙烯单元和/或低聚氧化丙烯单元,特别是低聚氧化乙烯单元的。通过该聚合物电解质,特别是不或仅部分地基于未氟代的聚氧化乙烯的那些,例如不基于未氟代的聚氧化乙烯的那些或基于氟代,特别是全氟代的聚氧化乙烯的那些,可以有利地——相比于使用未氟代的醚基液体电解质,如二甲氧基乙烷(DME)或二氧戊环(DOL)及其混合物——实现减小的阴极侧的多硫化物溶解度。这样,可以有利地明显改进容量保持并因此明显改进该电池的使用寿命。

在另一个替代或额外的实施方案中,所述间隔单元X——或稍后阐述的间隔单元(XI)、(XII)、(XIII)、(XIV)、(XV)、(XVI)、(XVII)、(XVIII)、(XIX)、(Xa)、(Xb)、(Xc)、(Xd)、(Xe)、(Xf)、(XZ)或(XZ1)——和/或形成聚合物主链的单元-[A]-——或稍后阐述的形成聚合物主链的单元-[AI]-、-[AII]-、-[AIII]-、-[AIV]-、-[AV]-、-[AVI]-、-[AVII]-、-[AVIII]-、-[AIX]-、-[Aa]-、-[Ab]-、-[Ac]-、-[Ad]-、-[Ae]-、-[Af]-、-[AZ]-或-[AZ1]-——和/或基团Q或Q+或Q-——或稍后阐述的具有R10-R213的基团——是全氟代的。这样,可以有利地通过该聚合物特别地降低多硫化物的溶解度。

在一个实施方案中,所述特别是不带电的基团Q表示下列化学通式的基团,特别是环状碳酸酯基团:

在另一个实施方案中,所述特别是不带电的基团Q表示下列化学通式的基团,特别是内酯基团;

,例如。

在另一个实施方案中,所述特别是不带电的基团Q表示下列化学通式的基团,特别是环状氨基甲酸酯基团:

在另一个实施方案中,所述特别是不带电的基团Q表示下列化学通式的基团,特别是氧化乙烯基团:

和/或。

在此,nIV或nIX表示氧化乙烯单元的数目并特别是1 ≤ nIV ≤ 15,例如2 ≤ nIV≤ 6,或1 ≤ nIX ≤ 15,例如2 ≤ nIX ≤ 6。

在另一个实施方案中,所述特别是不带电的基团Q表示下列化学通式的基团,特别是非环状碳酸酯基团:

在另一个实施方案中,所述特别是不带电的基团Q表示下列化学通式的基团,特别是非环状羧酸酯基团:

在另一个实施方案中,所述特别是不带电的基团Q表示下列化学通式的基团,特别是非环状氨基甲酸酯基团:

或。

在另一个实施方案中,所述特别是带正电的基团Q+表示下列化学通式的基团,特别是吡啶鎓基团:

在另一个实施方案中,所述特别是带正电的基团Q+表示下列化学通式的基团,特别是季的铵基团:

在另一个实施方案中,所述特别是带正电的基团Q+表示下列化学通式的基团,特别是咪唑鎓基团:

在另一个实施方案中,所述特别是带正电的基团Q+表示下列化学通式的基团,特别是哌啶鎓基团:

在另一个实施方案中,所述特别是带正电的基团Q+表示下列化学通式的基团,特别是吡咯烷鎓基团:

在另一个实施方案中,所述特别是带正电的基团Q+表示下列化学通式的基团,特别是季的鏻基团:

在另一个实施方案中,所述特别是带负电的基团Q-表示下列化学通式的基团,特别是对-苯磺酰亚氨基阴离子基团,例如对-三氟甲烷磺酰亚氨基阴离子-苯-基团:

,或者。

在另一个实施方案中,所述特别是带负电的基团Q-表示下列化学通式的基团,特别是-苯磺酸根基团:

在此,R10、R11、R12、R13和/或R14或R30、R31、R32和/或R33或R40、R41、R41’、R42、R42’、R43、R43’、R44、R44’、R45和/或R45’或R50、R51、R51’、R52、R52’、R53、R53’、R54和/或R54’或R100、R101和/或R101’或R110、R111、R111’、R112和/或R112’或R120、R120’、R121和/或R121’或R130、R130’、R131、R131’和/或R132或R140或R150或R160或R170或R180、R180’、R181、R181’和/或R182或R200、R201、R202和/或R203或R210、R211、R212、213和/或R214可以分别彼此独立地表示氢和/或特别是取代或未取代的饱和或不饱和的直链或支化的烷基,特别是其中链长为≥ 1至≤ 16个碳原子的那些,和/或特别是取代或未取代的饱和或不饱和的直链或支化的氧化烯基团,例如氧化乙烯基团或氧化丙烯基团,特别是低聚氧化烯基团,例如低聚氧化乙烯基团或低聚氧化丙烯基团,特别是具有≥ 1或≥ 2至≤ 10个重复单元的那些,和/或卤素原子,特别是氟,和/或特别是取代或未取代的饱和或不饱和的直链或支化的烷氧基,例如其中碳链长为≥ 1至≤ 16个碳原子的那些,和/或特别是取代或未取代的亚苯氧基,例如低聚亚苯氧基,特别是具有≥ 1或≥ 2至≤ 10个重复单元的那些,和/或特别是取代或未取代的苯氧基和/或特别是取代或未取代的亚苯基,例如低聚亚苯基,特别是具有≥ 1或≥ 2至≤ 10个重复单元的那些,和/或特别是取代或未取代的苯基和/或特别是取代或未取代的亚苄基,例如低聚亚苄基,特别是具有≥ 1或≥ 2至≤ 10个重复单元的那些,和/或特别是取代或未取代的苄基和/或羰基,特别是酮基,例如烷基羰基,和/或特别是环状和/或非环状的碳酸酯基团,和/或特别是环状和/或非环状的羧酸酯基团,特别是内酯基团,和/或特别是环状和/或非环状的氨基甲酸酯基团和/或——特别是在R41、R41’、R42、R42’、R43、R43’、R44、R44’、R45和/或R45’或R51、R51’、R52、R52’、R53、R53’、R54和/或R54’或R100、R101和/或R101’或R110、R111、R111’、R112和/或R112’或R120、R120’、R121和/或R121’或R130、R130’、R131、R131’和/或R132或R140或R150或R160或R170或R180、R180’、R181、R181’和/或R182或R200、R201、R202和/或R203或R210、R211、R212、213和/或R214的情况中——表示带电的基团,例如带正电的基团,例如基于离子液体的阳离子的那些,例如季铵基团和/或季鏻基团,和/或带负电的基团,例如基于导电盐阴离子,特别是锂-导电盐阴离子,和/或离子液体的阴离子的那些,例如磺酰亚氨基阴离子基团,和/或磺酸根基团,例如磺酰亚氨基化锂基团和/或磺酸锂基团。

R20、R21和/或R22或R60、R61和/或R62可以在此分别彼此独立地表示特别是取代或未取代的饱和或不饱和的直链或支化的烷基,特别是具有链长为≥ 1至≤ 16个碳原子的那些,和/或特别是取代或未取代的饱和或不饱和的直链或支化的氧化烯基团,例如氧化乙烯基团或氧化丙烯基团,特别是低聚氧化烯基团,例如低聚氧化乙烯基团或低聚氧化丙烯基团,特别是具有≥ 1或≥ 2至≤ 10个重复单元的那些,和/或特别是取代或未取代的饱和或不饱和的直链或支化的烷氧基,例如具有碳链长为≥ 1至≤ 16个碳原子的那些,和/或特别是取代或未取代的亚苯氧基,例如低聚亚苯氧基,特别是具有≥ 1或≥ 2至≤ 10个重复单元的那些,和/或特别是取代或未取代的苯氧基和/或特别是取代或未取代的亚苯基,例如低聚亚苯基,特别是具有≥ 1或≥ 2至≤ 10个重复单元的那些,和/或特别是取代或未取代的苯基和/或特别是取代或未取代的亚苄基,例如低聚亚苄基,特别是具有≥ 1或≥ 2至≤ 10个重复单元的那些,和/或特别是取代或未取代的苄基,和/或羰基,特别是酮基,例如烷基羰基,和/或特别是环状和/或非环状的碳酸酯基团,和/或特别是环状和/或非环状的羧酸酯基团,特别是内酯基团,和/或特别是环状和/或非环状的氨基甲酸酯基团。

烷基或亚烷基或氧化烯基团或氧化乙烯基团或氧化丙烯基团或低聚氧化烯基团或低聚氧化乙烯基团或低聚氧化丙烯基团或烷氧基或亚苯氧基或低聚亚苯氧基或苯氧基或亚苯基或低聚亚苯基或苯基或亚苄基或低聚亚苄基或苄基在本发明中可以理解为特别是各自的既可以取代也可以未取代的基团。

在R10、R11、R12、R13、R14、R20、R21、R22、R30、R31、R32、R33、R40、R41、R41’、R42、R42’、R43、R43’、R44、R44’、R45、R45’、R50、R51、R51’、R52、R52’、R53、R53’、R54、R54’、R60、R61、R62、R100、R101、R101’、R110、R111、R111’、R112、R112’、R120、R120’、R121、R121’、R130、R130’、R131、R131’、R132、R140、R150、R160、R170、R180、R180’、R181、R181’、R182、R200、R201、R202、R203、R210、R211、R212、213和/或R214中,烷基或烷氧基的碳链长可以例如是≥ 1至≤ 16个碳原子,例如≥ 1至≤ 4个碳原子,和/或≥ 4至≤ 8个碳原子和/或≥ 9至≤ 13个碳原子。特别地,烷基可以是饱和烷基,例如具有化学通式:-(CH2)a-CH3,其中1 ≤ a ≤ 15。

在R10、R11、R12、R13、R14、R20、R21、R22、R30、R31、R32、R33、R40、R41、R41’、R42、R42’、R43、R43’、R44、R44’、R45、R45’、R50、R51、R51’、R52、R52’、R53、R53’、R54、R54’、R60、R61、R62、R100、R101、R101’、R110、R111、R111’、R112、R112’、R120、R120’、R121、R121’、R130、R130’、R131、R131’、R132、R140、R150、R160、R170、R180、R180’、R181、R181’、R182、R200、R201、R202、R203、R210、R211、R212、213和/或R214中,氧化烯基团,例如氧化乙烯基团或氧化丙烯基团,特别是低聚氧化烯基团,例如低聚氧化乙烯基团或低聚氧化丙烯基团,或亚苯氧基,例如低聚亚苯氧基,或亚苯基,例如低聚亚苯基,或亚苄基,例如低聚亚苄基可以具有例如≥ 1或≥ 2至≤ 10个重复单元,例如≥ 1或≥ 2至≤ 4个重复单元。在此例如,氧化烯单元可以具有化学通式:-[CH2-CH2-O-]b,其中1 ≤ b ≤ 10,例如1 ≤或2 ≤ b ≤ 4。

在R10、R11、R12、R13、R14、R20、R21、R22、R30、R31、R32、R33、R40、R41、R41’、R42、R42’、R43、R43’、R44、R44’、R45、R45’、R50、R51、R51’、R52、R52’、R53、R53’、R54、R54’、R60、R61、R62、R100、R101、R101’、R110、R111、R111’、R112、R112’、R120、R120’、R121、R121’、R130、R130’、R131、R131’、R132、R140、R150、R160、R170、R180、R180’、R181、R181’、R182、R200、R201、R202、R203、R210、R211、R212、213和/或R214中,这些基团的组合,例如烷基-氧化烯基团,例如烷基-低聚氧化烯基团,例如具有化学通式:H3C-(CH2)a1*-[CH2-CH2-O-]b1*-,其中0 ≤ a1* ≤ 15,特别是0 ≤ a1* ≤ 3且1 ≤ b1* ≤ 10,特别是1 ≤或2 ≤ b1* ≤ 4的那些,或烷基-氧化烯-烷基-基团,例如烷基-低聚氧化烯-烷基-基团,或烷氧基-氧化烯基团,例如烷氧基-低聚氧化烯基团,或烷氧基-氧化烯-烷基-基团,例如烷氧基-低聚氧化烯-烷基,例如具有化学通式:H3C-(CH2)a2*-O-[CH2-CH2-O-]b2*-(CH2)a2*’-,其中0 ≤ a2* ≤ 15,特别是0 ≤ a2* ≤ 3、0 ≤ a2*’ ≤ 15,特别是0 ≤ a2*’ ≤ 3且1 ≤ b2* ≤ 10,特别是1 ≤或2 ≤ b2* ≤ 4的那些也是可行的。

例如,R100、R101和/或R101’或R110、R111、R111’、R112和/或R112’,例如R110、R111和/或R111’或R120、R120’、R121和/或R121’或R130、R130’、R131和/或R131’或R150或R180、R180’、R181、R181’和/或R182或R10、R11、R13和/或R14或R30、R32和/或R33或R41、R41’、R42、R42’、R43、R43’、R44、R44’、R45和/或R45’或R51、R51’、R52、R52’、R53、R53’、R54和/或R54’或R200、R201、R202和/或R203或R210、R211、R212、213和/或R214可以分别彼此独立地表示氢和/或卤素原子,特别是氟,和/或烷基和/或氧化烯基团,特别是低聚氧化烯基团,和/或烷氧基和/或亚苯氧基,特别是低聚亚苯氧基,和/或苯氧基和/或亚苯基,特别是低聚亚苯基,和/或苯基和/或亚苄基,特别是低聚亚苄基,和/或苄基和/或羰基和/或特别是环状和/或非环状的碳酸酯基团,和/或特别是环状和/或非环状的羧酸酯基团,特别是内酯基团,和/或特别是环状和/或非环状的氨基甲酸酯基团和/或带电的基团,例如带正电的基团,特别是基于离子液体的阳离子的那些,例如季铵基团和/或季鏻基团,和/或带负电的基团,特别是基于导电盐阴离子,特别是锂-导电盐阴离子,和/或离子液体的阴离子的那些,和/或磺酸根基团,例如磺酰亚氨基阴离子基团和/或磺酸根基团,例如磺酰亚氨基化锂基团和/或磺酸锂基团。

例如,R41、R41’、R42、R42’、R43、R43’、R44、R44’、R45和/或R45’或R51、R51’、R52、R52’、R53、R53’、R54和/或R54’或R100、R101和/或R101’或R110、R111、R111’、R112和/或R112’或R120、R120’、R121和/或R121’或R130、R130’、R131、R131’和/或R132或R140或R150或R160或R170或R180、R180’、R181、R181’和/或R182可以表示带正电的基团,特别是基于离子液体的阳离子的那些,例如表示吡啶鎓基团和/或季铵基团和/或咪唑鎓基团和/或哌啶鎓基团和/或吡咯烷鎓基团和/或季鏻基团和/或胍鎓基团和/或吗啉鎓基团和/或脲鎓基团和/或硫脲鎓基团,例如季铵基团和/或季鏻基团。这样,可以任选地进一步改进离子传导能力。

特别地,R200、R201、R202和/或R203或R210、R211、R212、213和/或R214可以表示带负电的基团,特别是基于导电盐阴离子,特别是锂-导电盐阴离子,和/或离子液体的阴离子的那些,例如磺酰亚氨基阴离子基团,和/或磺酸根基团,例如磺酰亚氨基化锂基团和/或磺酸锂基团。例如,基团R200、R201、R202和R203或R210、R211、R212、213和R214的至少之一,例如基团R200、R201、R202和R203或R210、R211、R212、213和R214的至少两个或三个,任选所有基团R200、R201、R202和R203或R210、R211、R212、213和R214可以表示带负电的基团,特别是基于导电盐阴离子,特别是锂-导电盐阴离子,和/或离子液体的阴离子的那些,例如磺酰亚氨基阴离子基团,和/或磺酸根基团,例如磺酰亚氨基化锂基团和/或磺酸锂基团。这样,可以任选地进一步改进离子传导能力。

R132或R140或R160或R170或R12或R20、R21和R22或R31或R40或R50或R60、R61和R62可以分别彼此独立地表示烷基和/或氧化烯基团,特别是低聚氧化烯基团,和/或烷氧基和/或亚苯氧基,特别是低聚亚苯氧基,和/或苯氧基和/或亚苯基,特别是低聚亚苯基,和/或苯基和/或亚苄基,特别是低聚亚苄基,和/或苄基和/或羰基和/或特别是环状和/或非环状的碳酸酯基团和/或特别是环状和/或非环状的羧酸酯基团,特别是内酯基团,和/或特别是环状和/或非环状的氨基甲酸酯基团。

R132可以特别地表示特别是环状和/或非环状的碳酸酯基团和/或特别是环状和/或非环状的羧酸酯基团,特别是内酯基团,和/或特别是环状和/或非环状的氨基甲酸酯基团和/或烷基,特别是甲基或乙基,例如甲基。这样,可以特别有利地进一步改进离子传导能力。

R20和/或R21或R60和/或R61或R132或R140或R150或R160或R170可以特别地表示烷基,例如甲基或乙基,特别是甲基,和/或氧化烯基团,特别是低聚氧化烯基团。通过短链的烷基如甲基,可以有利地在其传导离子功能方面对聚合物进行优化。

在一个具体的实施方案中,基团R10、R11、R12、R13和/或R14或R20、R21和/或R22或R30、R31、R32和/或R33或R40、R41、R41’、R42、R42’、R43、R43’、R44、R44’、R45和/或R45’或R50、R51、R51’、R52、R52’、R53、R53’、R54和/或R54’或R60、R61和/或R62或R100、R101和/或R101’或R110、R111、R111’、R112和/或R112’或R120、R120’、R121和/或R121’或R130、R130’、R131、R131’和/或R132或R140或R150或R160或R170或R180、R180’、R181、R181’和/或R182或R200、R201、R202和/或R203或R210、R211、R212、213和/或R214是部分或完全卤代,特别是氟代的。通过卤代,特别是氟代,可以有利地影响聚合物的极性并因此通过该聚合物,特别是通过氧化烯基团尽可能减小多硫化物的溶解度,这在与硫-碳-复合材料,例如硫-聚合物-和/或-碳变体-复合材料,特别是具有例如共价和/或离子,特别是共价地键合在该复合材料的聚合物上的硫的硫-聚合物-复合材料,例如硫-聚丙烯腈-复合材料,例如SPAN-复合材料组合着用作阴极材料时可能特别有利。

在一个替代或额外的实施方案中,基团R10、R11、R12、R13和/或R14或R20、R21和/或R22或R30、R31、R32和/或R33或R40、R41、R41’、R42、R42’、R43、R43’、R44、R44’、R45和/或R45’或R50、R51、R51’、R52、R52’、R53、R53’、R54和/或R54’或R60、R61和/或R62或R100、R101和/或R101’或R110、R111、R111’、R112和/或R112’或R120、R120’、R121和/或R121’或R130、R130’、R131、R131’和/或R132或R140或R150或R160或R170或R180、R180’、R181、R181’和/或R182或R200、R201、R202和/或R203或R210、R211、R212、213和/或R214被至少一个带正电的基团,特别是基于离子液体的阳离子的那些,例如特别是季的铵基团和/或特别是季的鏻基团,和/或被至少一个带负电的基团,特别是基于导电盐阴离子,例如锂-导电盐阴离子和/或离子液体的阴离子的那些,例如被至少一个磺酰亚氨基阴离子基团,例如磺酰亚氨基化锂基团,和/或被至少一个磺酸根基团,例如磺酸锂基团取代。这样,可以有利地进一步提高离子传导能力,特别是通过离子解离或抗衡离子溶剂化,例如锂离子溶剂化。在此特别地,R10、R11、R12、R13和/或R14或R20、R21和/或R22或R30、R31、R32和/或R33或R40、R41、R41’、R42、R42’、R43、R43’、R44、R44’、R45和/或R45’或R50、R51、R51’、R52、R52’、R53、R53’、R54和/或R54’或R60、R61和/或R62可以被至少一个带正电的基团取代,或R200、R201、R202和/或R203或R210、R211、R212、213和/或R214可以被至少一个带负电的基团,例如特别是如上所述的那些取代,特别是可以在经间隔单元X键合的基团Q+或Q-,特别是Q-的上下文中所阐述那样配置的。

在一个替代或额外的实施方案中,基团R10、R11、R12、R13和/或R14或R20、R21和/或R22或R30、R31、R32和/或R33或R40、R41、R41’、R42、R42’、R43、R43’、R44、R44’、R45和/或R45’或R50、R51、R51’、R52、R52’、R53、R53’、R54和/或R54’或R60、R61和/或R62或R100、R101和/或R101’或R110、R111、R111’、R112和/或R112’或R120、R120’、R121和/或R121’或R130、R130’、R131、R131’和/或R132或R140或R150或R160或R170或R180、R180’、R181、R181’和/或R182或R200、R201、R202和/或R203或R210、R211、R212、213和/或R214被至少一个含氧的基团,例如烷氧基和/或氧化烯基团,例如低聚氧化烯基团,例如低聚氧化乙烯基团和/或低聚氧化丙烯基团,和/或酮基,例如烷基羰基,和/或羧酸酯基团取代。这样,可以有利地进一步提高离子传导能力,因为——特别是低聚氧化烯基团,如低聚氧化乙烯基团——可以尤其降低聚合物或聚合物电解质的玻璃化温度。

芳族基团,如亚苯基和亚苄基有利地提供多个取代位置,其可以被带电基团和/或含氧基团取代,并因此特别地能够优化离子传导能力。

因此例如,R10、R11、R13和/或R14或R30、R32和/或R33或R41、R41’、R42、R42’、R43、R43’、R44、R44’、R45和/或R45’或R51、R51’、R52、R52’、R53、R53’、R54和/或R54’或R100、R101和/或R101’或R110、R111、R111’、R112和/或R112’或R120、R120’、R121和/或R121’或R130、R130’、R131和/或R131’或R150或R180、R180’、R181、R181’和/或R182或R200、R201、R202和/或R203或R210、R211、R212、213和/或R214例如可以分别彼此独立地表示氢和/或部分或完全卤代,特别是氟代的,和/或被至少一个带正电的基团,特别是基于离子液体的阳离子的那些,例如被至少一个季铵基团和/或鏻基团取代的,和/或被至少一个带负电的基团,特别是基于导电盐阴离子,例如锂-导电盐阴离子,和/或离子液体的阴离子的那些,例如被至少一个磺酰亚氨基化锂基团和/或磺酸锂基团取代的和/或被至少一个含氧的基团取代的烷基,和/或部分或完全卤代,特别是氟代的,和/或被至少一个带正电的基团,特别是基于离子液体的阳离子的那些,例如被至少一个季铵基团和/或鏻基团取代的和/或被至少一个带负电的基团,特别是基于导电盐阴离子,例如锂-导电盐阴离子,和/或离子液体的阴离子的那些,例如被至少一个磺酰亚氨基化锂基团和/或磺酸锂基团取代的和/或被至少一个含氧的基团取代的氧化烯基团,例如氧化乙烯基团或氧化丙烯基团,特别是低聚氧化烯基团,例如低聚氧化乙烯基团或低聚氧化丙烯基团,和/或部分或完全卤代,特别是氟代的,和/或被至少一个带正电的基团,特别是基于离子液体的阳离子的那些,例如被至少一个季铵基团和/或鏻基团取代的和/或被至少一个带负电的基团,特别是基于导电盐阴离子,例如锂-导电盐阴离子和/或离子液体的阴离子的那些,例如被至少一个磺酰亚氨基化锂基团和/或磺酸锂基团取代的和/或被至少一个含氧的基团取代的烷氧基,和/或部分或完全卤代,特别是氟代的,和/或被至少一个带正电的基团,特别是基于离子液体的阳离子的那些,例如被至少一个季铵基团和/或鏻基团取代的和/或被至少一个带负电的基团,特别是基于导电盐阴离子,例如锂-导电盐阴离子和/或离子液体的阴离子的那些,例如被至少一个磺酰亚氨基化锂基团和/或磺酸锂基团取代的和/或被至少一个含氧的基团取代的亚苯氧基,例如低聚亚苯氧基,和/或部分或完全卤代,特别是氟代的,和/或被至少一个带正电的基团,特别是基于离子液体的阳离子的那些,例如被至少一个季铵基团和/或鏻基团取代的和/或被至少一个带负电的基团,特别是基于导电盐阴离子,例如锂-导电盐阴离子和/或离子液体的阴离子的那些,例如被至少一个磺酰亚氨基化锂基团和/或磺酸锂基团取代的和/或被至少一个含氧的基团取代的苯氧基,和/或部分或完全卤代,特别是氟代的,和/或被至少一个带正电的基团,特别是基于离子液体的阳离子的那些,例如被至少一个季铵基团和/或鏻基团取代的,和/或被至少一个带负电的基团,特别是基于导电盐阴离子,例如锂-导电盐阴离子和/或离子液体的阴离子的那些,例如被至少一个磺酰亚氨基化锂基团和/或磺酸锂基团取代的,和/或被至少一个含氧的基团取代的亚苯基,例如低聚亚苯基,和/或部分或完全卤代,特别是氟代的,和/或被至少一个带正电的基团,特别是基于离子液体的阳离子的那些,例如被至少一个季铵基团和/或鏻基团取代的,和/或被至少一个带负电的基团,特别是基于导电盐阴离子,例如锂-导电盐阴离子和/或离子液体的阴离子的那些,例如被至少一个磺酰亚氨基化锂基团和/或磺酸锂基团取代的,和/或被至少一个含氧的基团取代的苯基和/或部分或完全卤代,特别是氟代的,和/或被至少一个带正电的基团,特别是基于离子液体的阳离子的那些,例如被至少一个季铵基团和/或鏻基团取代的,和/或被至少一个带负电的基团,特别是基于导电盐阴离子,例如锂-导电盐阴离子和/或离子液体的阴离子的那些,例如被至少一个磺酰亚氨基化锂基团和/或磺酸锂基团取代的,和/或被至少一个含氧的基团取代的亚苄基,例如低聚亚苄基,和/或部分或完全卤代,特别是氟代的,和/或被至少一个带正电的基团,特别是基于离子液体的阳离子的那些,例如被至少一个季铵基团和/或鏻基团取代的,和/或被至少一个带负电的基团,特别是基于导电盐阴离子,例如锂-导电盐阴离子和/或离子液体的阴离子的那些,例如被至少一个磺酰亚氨基化锂基团和/或磺酸锂基团取代的,和/或被至少一个含氧的基团取代的苄基,和/或羰基,特别是酮基,例如烷基羰基,和/或部分或完全卤代,特别是氟代的,和/或被至少一个带正电的基团,特别是基于离子液体的阳离子的那些,例如被至少一个季铵基团和/或鏻基团取代的,和/或被至少一个带负电的基团,特别是基于导电盐阴离子,例如锂-导电盐阴离子和/或离子液体的阴离子的那些,例如被至少一个磺酰亚氨基化锂基团和/或磺酸锂基团取代的,和/或被至少一个含氧的基团取代的,特别是环状和/或非环状的碳酸酯基团,和/或部分或完全卤代,特别是氟代的,和/或被至少一个带正电的基团,特别是基于离子液体的阳离子的那些,例如被至少一个季铵基团和/或鏻基团取代的,和/或被至少一个带负电的基团,特别是基于导电盐阴离子,例如锂-导电盐阴离子和/或离子液体的阴离子的那些,例如被至少一个磺酰亚氨基化锂基团和/或磺酸锂基团取代的,和/或被至少一个含氧的基团取代的,特别是环状和/或非环状的羧酸酯基团,特别是内酯基团,和/或部分或完全卤代,特别是氟代的,和/或被至少一个带正电的基团,特别是基于离子液体的阳离子的那些,例如被至少一个季铵基团和/或鏻基团取代的,和/或被至少一个带负电的基团,特别是基于导电盐阴离子,例如锂-导电盐阴离子和/或离子液体的阴离子的那些,例如被至少一个磺酰亚氨基化锂基团和/或磺酸锂基团取代的,和/或被至少一个含氧的基团取代的,特别是环状和/或非环状的氨基甲酸酯基团。

R12或R20、R21和/或R21或R31或R40或R50或R60、R61和/或R62或R132或R140或R160或R170因此可以特别地分别彼此独立地表示部分或完全卤代,特别是氟代的,和/或被至少一个带正电的基团,特别是基于离子液体的阳离子的那些,例如被至少一个季铵基团和/或鏻基团取代的,和/或被至少一个带负电的基团,特别是基于导电盐阴离子,例如锂-导电盐阴离子和/或离子液体的阴离子的那些,例如被至少一个磺酰亚氨基化锂基团和/或磺酸锂基团取代的,和/或被至少一个含氧的基团取代的烷基,和/或部分或完全卤代,特别是氟代的,和/或被至少一个带正电的基团,特别是基于离子液体的阳离子的那些,例如被至少一个季铵基团和/或鏻基团取代的,和/或被至少一个带负电的基团,特别是基于导电盐阴离子,例如锂-导电盐阴离子和/或离子液体的阴离子的那些,例如被至少一个磺酰亚氨基化锂基团和/或磺酸锂基团取代的,和/或被至少一个含氧的基团取代的氧化烯基团,例如氧化乙烯基团或氧化丙烯基团,特别是低聚氧化烯基团,例如低聚氧化乙烯基团或低聚氧化丙烯基团,和/或部分或完全卤代,特别是氟代的,和/或被至少一个带正电的基团,特别是基于离子液体的阳离子的那些,例如被至少一个季铵基团和/或鏻基团取代的,和/或被至少一个带负电的基团,特别是基于导电盐阴离子,例如锂-导电盐阴离子和/或离子液体的阴离子的那些,例如被至少一个磺酰亚氨基化锂基团和/或磺酸锂基团取代的,和/或被至少一个含氧的基团取代的烷氧基,和/或部分或完全卤代,特别是氟代的,和/或被至少一个带正电的基团,特别是基于离子液体的阳离子的那些,例如被至少一个季铵基团和/或鏻基团取代的,和/或被至少一个带负电的基团,特别是基于导电盐阴离子,例如锂-导电盐阴离子和/或离子液体的阴离子的那些,例如被至少一个磺酰亚氨基化锂基团和/或磺酸锂基团取代的,和/或被至少一个含氧的基团取代的亚苯氧基,例如低聚亚苯氧基,和/或部分或完全卤代,特别是氟代的,和/或被至少一个带正电的基团,特别是基于离子液体的阳离子的那些,例如被至少一个季铵基团和/或鏻基团取代的,和/或被至少一个带负电的基团,特别是基于导电盐阴离子,例如锂-导电盐阴离子和/或离子液体的阴离子的那些,例如被至少一个磺酰亚氨基化锂基团和/或磺酸锂基团取代的,和/或被至少一个含氧的基团取代的苯氧基,和/或部分或完全卤代,特别是氟代的,和/或被至少一个带正电的基团,特别是基于离子液体的阳离子的那些,例如被至少一个季铵基团和/或鏻基团取代的,和/或被至少一个带负电的基团,特别是基于导电盐阴离子,例如锂-导电盐阴离子和/或离子液体的阴离子的那些,例如被至少一个磺酰亚氨基化锂基团和/或磺酸锂基团取代的,和/或被至少一个含氧的基团取代的亚苯基,例如低聚亚苯基,和/或部分或完全卤代,特别是氟代的,和/或被至少一个带正电的基团,特别是基于离子液体的阳离子的那些,例如被至少一个季铵基团和/或鏻基团取代的,和/或被至少一个带负电的基团,特别是基于导电盐阴离子,例如锂-导电盐阴离子和/或离子液体的阴离子的那些,例如被至少一个磺酰亚氨基化锂基团和/或磺酸锂基团取代的,和/或被至少一个含氧的基团取代的苯基,和/或部分或完全卤代,特别是氟代的,和/或被至少一个带正电的基团,特别是基于离子液体的阳离子的那些,例如被至少一个季铵基团和/或鏻基团取代的,和/或被至少一个带负电的基团,特别是基于导电盐阴离子,例如锂-导电盐阴离子和/或离子液体的阴离子的那些,例如被至少一个磺酰亚氨基化锂基团和/或磺酸锂基团取代的,和/或被至少一个含氧的基团取代的亚苄基,例如低聚亚苄基,和/或部分或完全卤代,特别是氟代的,和/或被至少一个带正电的基团,特别是基于离子液体的阳离子的那些,例如被至少一个季铵基团和/或鏻基团取代的,和/或被至少一个带负电的基团,特别是基于导电盐阴离子,例如锂-导电盐阴离子和/或离子液体的阴离子的那些,例如被至少一个磺酰亚氨基化锂基团和/或磺酸锂基团取代的苄基,和/或羰基,特别是酮基,例如烷基羰基,和/或部分或完全卤代,特别是氟代的,和/或被至少一个带正电的基团,特别是基于离子液体的阳离子的那些,例如被至少一个季铵基团和/或鏻基团取代的,和/或被至少一个带负电的基团,特别是基于导电盐阴离子,例如锂-导电盐阴离子和/或离子液体的阴离子的那些,例如被至少一个磺酰亚氨基化锂基团和/或磺酸锂基团取代的,和/或被至少一个含氧的基团取代的,特别是环状和/或非环状的碳酸酯基团,和/或部分或完全卤代,特别是氟代和/或被至少一个带正电的基团,特别是基于离子液体的阳离子的那些,例如被至少一个季铵基团和/或鏻基团取代的,和/或被至少一个带负电的基团,特别是基于导电盐阴离子,例如锂-导电盐阴离子和/或离子液体的阴离子的那些,例如被至少一个磺酰亚氨基化锂基团和/或磺酸锂基团取代的,和/或被至少一个含氧的基团取代的,特别是环状和/或非环状的羧酸酯基团,特别是内酯基团,和/或部分或完全卤代,特别是氟代的,和/或被至少一个带正电的基团,特别是基于离子液体的阳离子的那些,例如被至少一个季铵基团和/或鏻基团取代的,和/或被至少一个带负电的基团,特别是基于导电盐阴离子,例如锂-导电盐阴离子和/或离子液体的阴离子的那些,例如被至少一个磺酰亚氨基化锂基团和/或磺酸锂基团取代的,和/或被至少一个含氧的基团取代的,特别是环状和/或非环状的氨基甲酸酯基团。

例如,R100、R101和/或R101’或R110、R111、R111’、R112和/或R112’或R120、R120’、R121和/或R121’或R130、R130’、R131和/或R131’或R150或R180、R180’ R181、R181’和/或R182或R10、R11、R13和/或R14或R30、R32和/或R33或R41、R41’、R42、R42’、R43、R43’、R44、R44’、R45和/或R45’或R51、R51’、R52、R52’、R53、R53’、R54和/或R54’或R200、R201、R202和/或R203或R210、R211、R212、213和/或R214可以分别彼此独立地表示氢和/或卤素原子,特别是氟,或烷基和/或氧化烯基团,特别是低聚氧化烯基团,和/或烷氧基和/或亚苯氧基,特别是低聚亚苯氧基,和/或苯氧基和/或亚苯基,特别是低聚亚苯基,和/或苯基和/或亚苄基,特别是低聚亚苄基,和/或苄基和/或羰基和/或特别是环状和/或非环状的碳酸酯基团,和/或特别是环状和/或非环状的羧酸酯基团,特别是内酯基团,和/或特别是环状和/或非环状的氨基甲酸酯基团和/或带电的基团,例如带正电的基团,特别是基于离子液体的阳离子的那些,例如季铵基团和/或季鏻基团,和/或带负电的基团,特别是基于导电盐阴离子,例如锂-导电盐阴离子和/或离子液体的阴离子那些,和/或磺酸根基团,例如磺酰亚氨基化锂基团和/或磺酸锂基团。

在此,R132或R140或R160或R170或R12或R20、R21和R22或R31或R40或R50或R60、R61和R62可以分别彼此独立地表示烷基和/或氧化烯基团,特别是低聚氧化烯基团,和/或烷氧基和/或亚苯氧基,特别是低聚亚苯氧基,和/或苯氧基和/或亚苯基,特别是低聚亚苯基,和/或苯基和/或亚苄基,特别是低聚亚苄基,和/或苄基和/或羰基和/或特别是环状和/或非环状的碳酸酯基团和/或特别是环状和/或非环状的羧酸酯基团和/或特别是环状和/或非环状的氨基甲酸酯基团。

在一个具体的实施方案中,所述至少一种聚合物电解质或至少一种聚合物包含至少一种下列化学通式的基于环状碳酸酯的重复单元:

在另一个替代或额外的具体的实施方案中,所述至少一种聚合物电解质或至少一种聚合物包含至少一种下列化学通式的基于内酯的重复单元:

,例如。

在另一个替代或额外的具体的实施方案中,所述至少一种聚合物电解质或至少一种聚合物包含至少一种下列化学通式的基于环状氨基甲酸酯的重复单元:

在另一个替代或额外的具体的实施方案中,所述至少一种聚合物电解质或至少一种聚合物包含至少一种下列化学通式的基于氧化烯,特别是氧化乙烯的重复单元:

和/或。

在此,nIV或nIX表示氧化乙烯单元的数目。例如,可以是1 ≤ nIV ≤ 15,例如2 ≤ nIV ≤ 6,或1 ≤ nIX ≤ 15,例如2 ≤ nIX ≤ 6。

在另一个替代或额外的具体的实施方案中,所述至少一种聚合物电解质或至少一种聚合物包含至少一种下列化学通式的基于非环状碳酸酯的重复单元: 。

在另一个替代或额外的具体的实施方案中,所述至少一种聚合物电解质或至少一种聚合物包含至少一种下列化学通式的基于非环状羧酸酯的重复单元:

在另一个替代或额外的具体的实施方案中,所述至少一种聚合物电解质或至少一种聚合物包含至少一种下列化学通式的基于非环状氨基甲酸酯的重复单元:

和/或。

在此,-[AI]-、-[AII]-、-[AIII]-、-[AIV]-、-[AV]-、-[AVI]-、-[AVII]-、-[AVIII]-或-[AIX]-特别地表示形成聚合物主链的单元。(XI)、(XII)、(XIII)、(XIV)、(XV)、(XVI)、(XVII)、(XVIII)或(XIX)在此特别地表示间隔单元。xi、xii、xiii、xiv、xv、xvi、xvii、xviii或xix在此表示(各自的)间隔单元的数目,特别是其存在或不存在。在此,xi、xii、xiii、xiv、xv、xvi、xvii、xviii或xix特别地可以是1或0,例如1。

所述形成聚合物主链的单元-[AI]-、-[AII]-、-[AIII]-、-[AIV]-、-[AV]-、-[AVI]-、-[AVII]-、-[AVIII]-或-[AIX]-例如可以如在所述形成聚合物主链的单元-[A]-的上下文中阐述那样配置。所述间隔单元(XI)、(XII)、(XIII)、(XIV)、(XV)、(XVI)、(XVII)、(XVIII)或(XIX)例如可以如在所述间隔单元X的上下文中阐述那样配置。R100、R101、R101’、R110、R111、R111’、R112、R112’、R120、R120’、R121、R121’、R130、R130’、R131、R131’、R132、R140、R150、R160 R180、R180’、R181、R181’、R182和/或R170例如同样可以如上阐述那样配置。

XI或XII或XIII或XIV或XV或XVI或XVII或XVIII或XIX在此可以例如表示特别是饱和或不饱和的直链或支化的,例如部分或完全卤代的,特别是氟代的亚烷基间隔单元,其例如具有化学通式:-(CH2)a1-其中1 ≤ a1 ≤ 10,例如1 ≤ a1 ≤ 4,和/或特别是饱和或不饱和的直链或支化的,例如部分或完全卤代的,特别是氟代的氧化烯间隔单元,例如低聚氧化烯间隔单元,特别是(低聚)氧化乙烯间隔单元,其特别是具有≥ 1或≥ 2至≤ 10个重复单元,例如≥ 1或≥ 2至≤ 4个重复单元,例如具有化学通式:-CH2-[CH2-CH2-O]b1-CH2-其中1 ≤ b1 ≤ 10,例如2 ≤ b1 ≤ 4,和/或具有化学通式:-[CH2-CH2-O-]b其中1 ≤ b ≤ 10,例如2 ≤ b ≤ 4,和/或-(CH2)a2-O-[CH2-CH2-O-]b2-(CH2)a2’-其中1 ≤ a2 ≤ 3、1 ≤ b2 ≤ 10,特别是1 ≤ b2 ≤ 4且1 ≤ a2’ ≤ 3,和/或带电的基团,例如带正电的基团,特别是基于离子液体的阳离子,例如吡啶鎓基团和/或季铵基团,和/或带负电的基团,例如磺酰亚氨基阴离子基团和/或磺酸根基团,和/或亚苯基,例如被至少一个烷基和/或氧化烯基团和/或烷氧基和/或带电的基团,例如带正电的基团,例如季铵基团,和/或带负电的基团,例如磺酰亚氨基阴离子基团和/或磺酸根基团取代的亚苯基,和/或亚苄基,例如被至少一个烷基和/或氧化烯基团和/或烷氧基和/或带电的基团,例如带正电的基团,特别是基于离子液体的阳离子,例如季铵基团,和/或带负电的基团,例如磺酰亚氨基阴离子基团和/或磺酸根基团取代的亚苄基,和/或酮基,例如烷基羰基。

R100、R101和/或R101或R110、R111、R111’、R112和/或R112’或R120、R120’、R121和/或R121’或R130、R130’、R131、R131’和/或R132或R140或R150或R160或R170或R180、R180’ R181、R181’和/或R182在此可以例如分别彼此独立地表示氢或特别是饱和或不饱和的直链或支化的,例如部分或完全卤代的,特别是氟代的烷基,其例如具有化学通式:-(CH2)a1*-CH3其中0 ≤或1 ≤ a1* ≤ 10,例如0 ≤或1 ≤ a1* ≤ 3,和/或特别是饱和或不饱和的直链或支化的,例如部分或完全卤代的,特别是氟代的氧化烯基团,例如氧化乙烯基团,特别是低聚氧化烯基团,例如低聚氧化乙烯基团,其特别是具有≥ 1至≤ 10个重复单元,例如≥ 1或≥ 2至≤ 5个重复单元,和/或带电的基团,例如带正电的基团,特别是基于离子液体的阳离子,例如吡啶鎓基团和/或季铵基团,和/或带负电的基团,例如磺酰亚氨基阴离子基团和/或磺酸根基团,和/或亚苯基,例如被至少一个烷基和/或氧化烯基团和/或烷氧基和/或带电的基团,例如带正电的基团,例如季铵基团,和/或带负电的基团,例如磺酰亚氨基阴离子基团和/或磺酸根基团取代的亚苯基,和/或亚苄基,例如被至少一个烷基和/或氧化烯基团和/或烷氧基和/或带电的基团,例如带正电的基团,例如季铵基团,和/或带负电的基团,例如磺酰亚氨基阴离子基团和/或磺酸根基团取代的亚苄基,和/或酮基,例如烷基羰基。

在此,例如基团R100、R101和/或R101或R110、R111、R111’、R112和/或R112’或R120、R120’、R121和/或R121’或R130、R130’、R131、R131’和/或R132或R140或R150或R160或R170或R180、R180’ R181、R181’和/或R182的至少两个——任选所有基团R100、R101和/或R101或R110、R111、R111’、R112和/或R112’或R120、R120’、R121和/或R121’或R130、R130’、R131、R131’和/或R132或R140或R150或R160或R170或R180、R180’ R181、R181’和/或R182——可以表示不同的基团,例如烷基和/或低聚氧化烯基团,其例如具有不同长度和/或取代和/或饱和度和/或支化度和/或卤代度,特别是氟代度。特别地,R100、R101和/或R101或R110、R111、R111’、R112和/或R112’或R120、R120’、R121和/或R121’或R130、R130’、R131、R131’和/或R132或R140或R150或R160或R170或R180、R180’ R181、R181’和/或R182可以分别彼此独立地表示氢或甲基或乙基或特别是链长为≥ 1至≤ 10个碳原子,例如≥ 3至≤ 5个碳原子的饱和烷基。

R132或R140或R150或R160或R170可以特别地表示烷基,例如甲基或乙基,特别是甲基,和/或氧化烯基团,特别是低聚氧化烯基团。通过短链的烷基,如甲基,可以有利地在其传导离子功能方面对聚合物进行优化。特别地, R132或R140或R150或R160或R170可以表示甲基。

特别地,所述形成聚合物主链的单元-[AI]-、-[AII]-、-[AIII]-、-[AIV]-、-[AV]-、-[AVI]-、-[AVII]-、-[AVIII]-、-[AIX]-、-[Aa]-、-[Ab]-、-[Ac]-、-[Ad]-、-[Ae]-、-[Af]-、-[AZ]-或-[AZ1]-或重复单元([A]-X-Q)可以包含或是例如下列化学通式的甲基丙烯酸酯单元:

,和/或例如下列化学通式的甲基丙烯酸甲酯单元:

,和/或例如下列化学通式的硅氧烷单元:

和/或,特别是其中R表示烷基,例如表示甲基、乙基和/或丙基,例如甲基,例如具有下列化学通式:

例如下列通式的硅氧烷单元:

,和/或下列化学通式的磷腈单元:和/或和/或和/或和/或,特别是其中R’表示氢或(优选地)表示烷基,例如表示甲基、乙基和/或丙基,例如甲基,和/或硅氧烷-氧化烯单元,例如下列化学通式的硅氧烷-氧化乙烯单元:

特别是其中xq表示(一个或多个)键合位点或表示XQ。通过聚硅氧烷、聚磷腈和/或由硅氧烷-氧化烯单元构成的聚合物,可以有利地实现低玻璃化转变温度。聚甲基丙烯酸酯和/或聚甲基丙烯酸甲酯可以有利地相对简单地通过合成获得。

所述形成聚合物主链的单元-[A]-、-[AI]-、-[AII]-、-[AIII]-、-[AIV]-、-[AV]-、-[AVI]-、-[AVII]-、-[AVIII]-、-[AIX]-、-[Aa]-、-[Ab]-、-[Ac]-、-[Ad]-、-[Ae]-、-[Af]-、-[AZ]-或-[AZ1]-可以例如表示氧化烯单元,例如氧化乙烯单元和/或氧化丙烯单元,特别是表示氧化乙烯单元,和/或亚烷基单元和/或包含碳酸酯基团的单元和/或甲基丙烯酸酯单元和/或甲基丙烯酸甲酯单元和/或硅氧烷单元和/或磷腈单元和/或亚苯基单元,例如亚苯氧基单元,和/或亚苄基单元。例如,形成聚合物主链的单元-[A]-、-[AI]-、-[AII]-、-[AIII]-、-[AIV]-、-[AV]-、-[AVI]-、-[AVII]-、-[AVIII]-、-[AIX]-、-[Aa]-、-[Ab]-、-[Ac]-、-[Ad]-、-[Ae]-、-[Af]-、-[AZ]-或-[AZ1]-可以表示氧化烯单元,例如氧化乙烯单元和/或氧化丙烯单元,特别是表示氧化乙烯单元,和/或亚烷基单元和/或包含碳酸酯基团的单元和/或甲基丙烯酸酯单元和/或甲基丙烯酸甲酯单元和/或硅氧烷单元和/或磷腈单元和/或亚苯基单元,例如亚苯氧基单元。特别地,形成聚合物主链的单元-[A]-、-[AI]-、-[AII]-、-[AIII]-、-[AIV]-、-[AV]-、-[AVI]-、-[AVII]-、-[AVIII]-、-[AIX]-、-[Aa]-、-[Ab]-、-[Ac]-、-[Ad]-、-[Ae]-、-[Af]-、-[AZ]-或-[AZ1]-可以表示硅氧烷单元和/或磷腈单元和/或甲基丙烯酸酯单元和/或甲基丙烯酸甲酯单元和/或亚苯基单元,例如硅氧烷单元。例如,形成聚合物主链的单元-[A]-、-[AI]-、-[AII]-、-[AIII]-、-[AIV]-、-[AV]-、-[AVI]-、-[AVII]-、-[AVIII]-、-[AIX]-、-[Aa]-、-[Ab]-、-[Ac]-、-[Ad]-、-[Ae]-、-[Af]-、-[AZ]-或-[AZ1]-可以表示硅氧烷单元和/或磷腈单元和/或甲基丙烯酸酯单元和/或甲基丙烯酸甲酯单元。

在另一个实施方案中,所述形成聚合物主链的单元-[A]-、-[AI]-、-[AII]-、-[AIII]-、-[AIV]-、-[AV]-、-[AVI]-、-[AVII]-、-[AVIII]-、-[AIX]-、-[Aa]-、-[Ab]-、-[Ac]-、-[Ad]-、-[Ae]-、-[Af]-、-[AZ]-或-[AZ1]-表示多官能化,例如双官能化、三官能化或四官能化的形成聚合物主链的单元。例如,形成聚合物主链的单元-[A]-、-[AI]-、-[AII]-、-[AIII]-、-[AIV]-、-[AV]-、-[AVI]-、-[AVII]-、-[AVIII]-、-[AIX]-、-[Aa]-、-[Ab]-、-[Ac]-、-[Ad]-、-[Ae]-、-[Af]-、-[AZ]-或-[AZ1]-可以表示至少一个多官能化,例如双官能化的硅氧烷单元和/或多官能化,例如双官能化或四官能化的磷腈单元和/或多官能化,例如双官能化的亚苯基单元。

在这一实施方案的一个具体的实施中,所述形成聚合物主链的单元-[A]-、-[AI]-、-[AII]-、-[AIII]-、-[AIV]-、-[AV]-、-[AVI]-、-[AVII]-、-[AVIII]-、-[AIX]-、-[Aa]-、-[Ab]-、-[Ac]-、-[Ad]-、-[Ae]-、-[Af]-、-[AZ]-或-[AZ1]-或重复单元([A]-X-Q)表示多官能化,例如双官能化或四官能化的形成聚合物主链的单元,其具有下列化学通式:

和/或和/或和/或

和/或和/或

和/或和/或。在此,xq可以各自表示键合位点,特别是其上各自的基团Q,例如Q+或Q-或Q经间隔单元X,特别是Xx键合在形成聚合物主链的单元-[A]-上,或各自表示XQ,即各自表示基团Q,例如Q+或Q-或Q和间隔单元X,特别是Xx。R’在此可以特别地表示氢或(优选地)表示烷基,例如表示甲基、乙基和/或丙基,例如甲基。

在此,在键合位点xq上,特别是具有下列化学通式的被R100、R101和R101’取代的环状碳酸酯基团:

可以各自经间隔单元(XI)xi键合在形成聚合物主链的单元-[AI]-上。

或者在此,在键合位点xq上,特别是具有下列化学通式的被R110、R111、R111’、R112和/或R112’取代的内酯基团:

,例如

可以各自经间隔单元(XII)xii键合在形成聚合物主链的单元-[AII]-上。

或者在此,在键合位点xq上,特别是下列化学通式的被R120、R120’、121和/或R121’取代的环状氨基甲酸酯基团:

可以各自经间隔单元(XIII)xiii键合在形成聚合物主链的单元-[AIII]- 上。

或者在此,在键合位点xq上,特别是下列化学通式的被R130、R130’、131、R131’和132取代的氧化烯基团:

可以各自经间隔单元(XIV)xiv键合在形成聚合物主链的单元-[AIV]- 上。

或者在此,在键合位点xq上,特别是下列化学通式的被R140取代的非环状碳酸酯基团:

可以各自经间隔单元(XV)xv键合在形成聚合物主链的单元-[AV]- 上。

或者在此,在键合位点xq上,特别是下列化学通式的被R150取代的非环状羧酸酯基团:

可以各自经间隔单元(XVI)xvi键合在形成聚合物主链的单元-[AVI]- 上。

或者在此,在键合位点xq上,特别是下列化学通式的被R160取代的非环状氨基甲酸酯基团:

可以各自经间隔单元(XVII)xvii键合在形成聚合物主链的单元-[AVII]-上。

或者在此,在键合位点xq上,特别是下列化学通式的被R170取代的非环状氨基甲酸酯基团:

可以各自经间隔单元(XVIII)xviii键合在形成聚合物主链的单元-[AVIII]-上。

或者在此,在键合位点xq上,特别是下列化学通式的被R180、R180’、R181、R181’和R182取代的氧化烯基团:

可以各自经间隔单元(XIX)xix键合在形成聚合物主链的单元-[AIX]- 上。

或者在此,在键合位点xq上,特别是下列化学通式的被R10、R11、R12、R13和R14取代的吡啶鎓基团:

可以各自经间隔单元(Xa)xa键合在形成聚合物主链的单元-[Aa]-上。

或者在此,在键合位点xq上,特别是下列化学通式的被R20、R21和R22取代的铵基团:

可以各自经间隔单元(Xb)xb键合在形成聚合物主链的单元-[Ab]-上。

或者在此,在键合位点xq上,特别是下列化学通式的被R30、R31、R32和R33取代的咪唑鎓基团:

可以各自经间隔单元(Xc)xc键合在形成聚合物主链的单元-[Ac]-上。

或者在此,在键合位点xq上,特别是下列化学通式的被R40、R41、R41’、R42、R42’、R43、R43’、R44、R44’、R45和R45’取代的哌啶鎓基团:

可以各自经间隔单元(Xd)xd键合在形成聚合物主链的单元-[Ad]-上。

或者在此,在键合位点xq上,特别是下列化学通式的被R50、R51、R51’、R52、R52’、R53、R53’、R54和R54’取代的吡咯烷鎓基团:

可以各自经间隔单元(Xe)xe键合在形成聚合物主链的单元-[Ae]-上。

或者在此,在键合位点xq上,特别是下列化学通式的被R60、R61和R62取代的鏻基团:

可以各自经间隔单元(Xf)xf键合在形成聚合物主链的单元-[Af]-上。

或者在此,在键合位点xq上,特别是下列化学通式的被R200、R201、R202和R203取代的苯磺酸根基团:

可以各自经间隔单元(XZ)xz键合在形成聚合物主链的单元-[AZ]-上。

或者在此,在键合位点xq上,特别是下列化学通式的被R210、R211、R212、213和R214取代的对-苯磺酰亚氨基阴离子基团,例如-三氟甲烷磺酰亚氨基阴离子-苯-基团:

,例如

可以各自经间隔单元(XZ1)xz1键合在形成聚合物主链的单元-[AZ1]-上。

所述形成聚合物主链的单元-[AI]-、-[AII]-、-[AIII]-、-[AIV]-、-[AV]-、-[AVI]-、-[AVII]-、-[AVIII]-或-[AIX]-可以——同样如下面阐述的具体的配置的形成聚合物主链的单元-[Aa]-、-[Ab]-、-[Ac]-、-[Ad]-、-[Ae]-、-[Af]-、-[AZ]-和/或-[AZ1]-那样——包含例如下列化学通式的氧化烯单元,例如氧化乙烯单元:

和/或和/或和/或

,或例如下列化学通式的亚烷基单元,例如亚乙基单元和/或亚丙基单元:

和/或和/或,和/或碳酸酯单元,和/或例如下列化学通式的甲基丙烯酸酯单元:

,和/或例如下列化学通式的甲基丙烯酸甲酯单元:

,和/或例如下列通式的硅氧烷单元:

和/或,,特别是其中R表示烷基,例如表示甲基、乙基和/或丙基,例如甲基,例如,和/或例如下列化学通式的磷腈单元:

和/或和/或和/或和/或

,特别是其中R’表示氢或(优选地)表示烷基,例如表示甲基、乙基和/或丙基,例如甲基,和/或硅氧烷-氧化烯-单元,例如下列化学通式的硅氧烷-氧化乙烯-单元:

和/或例如下列化学通式的亚苯基单元,特别是聚亚苯基的,例如对-聚亚苯基的,例如具有醚官能的:

和/或,特别是其中xq表示(一个或多个)键合位点或表示XQ。

在另一个替代或额外的实施方案中,所述至少一种聚合物电解质或至少一种聚合物包含至少一种下列化学通式的吡啶鎓基重复单元:

在此,-[Aa]-表示形成聚合物主链的单元。(Xa)在此表示间隔单元。xa在此表示间隔单元(Xa)的数目,特别是其存在或不存在。在此,xa可以特别是1或0,例如1。形成聚合物主链的单元-[Aa]-可以例如如在形成聚合物主链的单元-[A]-的上下文中所阐述那样配置。间隔单元(Xa)可以例如如在间隔单元X的上下文中所阐述那样配置。R10、R11、R12、R13和/或R14同样可以例如如上所阐述那样配置。

Z-在此可以特别地表示高氯酸根和/或三氟甲磺酸根和/或四氟硼酸根和/或双草酸根合硼酸根和/或六氟磷酸根和/或双(三氟甲烷磺酰基)亚氨基阴离子和/或二氟草酸根合硼酸根和/或溴离子和/或碘离子和/或氯离子。

(Xa)在此可以特别地表示特别是饱和或不饱和的直链或支化的,例如部分或完全卤代的,特别是氟代的亚烷基间隔单元,其例如具有化学通式:-(CH2)a1-,其中1 ≤ a1 ≤ 12,例如1 ≤ a1 ≤ 3,和/或特别是饱和或不饱和的直链或支化的,例如部分或完全卤代的,特别是氟代的氧化烯间隔单元,特别是氧化乙烯间隔单元,其例如具有化学通式:-CH2-[CH2-CH2-O]b1-CH2-,其中1 ≤ b1 ≤ 10,例如1 ≤ b1 ≤ 4,和/或另外的带正电的基团,例如另外的吡啶鎓基团和/或季铵基团,和/或亚苯基,例如被至少一个烷基和/或氧化烯基团和/或烷氧基和/或另外的带正电的基团,例如季铵基团取代的亚苯基,和/或亚苄基,例如被至少一个烷基和/或氧化烯基团和/或烷氧基和/或另外的带正电的基团,例如季铵基团取代的亚苄基,和/或酮基,例如烷基羰基。

R12在此特别地表示特别是饱和或不饱和的直链或支化的,例如部分或完全卤代的,特别是氟代的烷基,特别是其中链长为≥ 1至≤ 16个碳原子,例如具有化学通式:-(CH2)a1*-CH3,其中1 ≤ a1* ≤ 15,例如8 ≤ a1* ≤ 12,和/或特别是饱和或不饱和的直链或支化的,例如部分或完全卤代的,特别是氟代的氧化烯基团,例如氧化乙烯基团,特别是低聚氧化烯基团,例如低聚氧化乙烯基团,其特别是具有≥ 1至≤ 10个重复单元,例如≥ 1或≥ 2至≤ 5个重复单元,和/或另外的带正电的基团,例如另外的吡啶鎓基团和/或季铵基团,和/或亚苯基,例如被至少一个烷基和/或氧化烯基团和/或烷氧基和/或另外的带正电的基团,例如季铵基团取代的亚苯基,和/或亚苄基,例如被至少一个烷基和/或氧化烯基团和/或烷氧基和/或另外的带正电的基团,例如季铵基团取代的亚苄基,和/或酮基,例如烷基羰基。例如,R12可以表示饱和的烷基,特别是其中链长为≥ 1至≤ 16个碳原子。例如,R12可以表示链长为≥ 9至≤ 13个碳原子的饱和的烷基,例如十一烷基(-C11H23)。

R10、R11、R13和/或R14在此可以例如分别彼此独立地表示氢或特别是饱和或不饱和的直链或支化的,例如部分或完全卤代的,特别是氟代的烷基,其例如具有化学通式:-(CH2)a1*-CH3,其中1 ≤ a1* ≤ 15,例如1 ≤ a1* ≤ 3,例如甲基或乙基,和/或特别是饱和或不饱和的直链或支化的,例如部分或完全卤代的,特别是氟代的氧化烯基团,例如氧化乙烯基团,特别是低聚氧化烯基团,例如低聚氧化乙烯基团,其特别是具有≥ 1至≤ 10个重复单元,例如≥ 1或≥ 2至≤ 5个重复单元,和/或另外的带正电的基团,例如另外的吡啶鎓基团和/或季铵基团,和/或亚苯基,例如被至少一个烷基和/或氧化烯基团和/或烷氧基和/或另外的带正电的基团,例如季铵基团取代的亚苯基,和/或亚苄基,例如被至少一个烷基和/或氧化烯基团和/或烷氧基和/或另外的带正电的基团,例如季铵基团取代的亚苄基,和/或酮基,例如烷基羰基。在此,例如基团R10、R11、R12、R13和R14的至少两个,例如至少三个,任选所有基团R10、R11、R12、R13和R14可以表示不同的基团,例如烷基和/或低聚氧化烯基团,其例如具有不同的长度和/或取代和/或饱和度和/或支化度和/或卤代度,特别是氟代度。

这种的配置实例是:

和/或。

在另一个替代或额外的实施方案中,所述至少一种聚合物电解质或至少一种聚合物包含至少一个下列化学通式的铵基重复单元:

在此,-[Ab]-表示形成聚合物主链的单元。(Xb)在此表示间隔单元。xb在此表示间隔单元(Xb)的数目,特别是其存在或不存在。在此,xb可以特别是1或0,例如1。形成聚合物主链的单元-[Ab]-可以例如如在形成聚合物主链的单元-[A]-的上下文中所阐述那样配置。间隔单元(Xb)可以例如如在间隔单元X的上下文中所阐述那样配置。R20、R21和/或R22同样可以例如如上所阐述那样配置。

Z-可以在此特别地表示高氯酸根和/或三氟甲磺酸根和/或四氟硼酸根和/或双草酸根合硼酸根和/或六氟磷酸根和/或双(三氟甲烷磺酰基)亚氨基阴离子和/或二氟草酸根合硼酸根和/或溴离子和/或碘离子和/或氯离子。

(Xb)在此可以特别地表示特别是饱和或不饱和的直链或支化的,例如部分或完全卤代的,特别是氟代的亚烷基间隔单元,其例如具有化学通式:-(CH2)a1-,其中1 ≤ a1 ≤ 12,例如1 ≤ a1 ≤ 3,和/或特别是饱和或不饱和的直链或支化的,例如部分或完全卤代的,特别是氟代的氧化烯间隔单元,特别是氧化乙烯间隔单元,其例如具有化学通式:-CH2-[CH2-CH2-O]b1-CH2-,其中1 ≤ b1 ≤ 10,例如1 ≤ b1 ≤ 4,和/或另外的带正电的基团,例如吡啶鎓基团和/或季铵基团,和/或亚苯基,例如被至少一个烷基和/或氧化烯基团和/或烷氧基和/或另外的带正电的基团,例如季铵基团取代的亚苯基,和/或亚苄基,例如被至少一个烷基和/或氧化烯基团和/或烷氧基和/或另外的带正电的基团,例如季铵基团取代的亚苄基,和/或酮基,例如烷基羰基。

R20、R21和R22可以在此例如分别彼此独立地表示氢或特别是饱和或不饱和的直链或支化的,例如部分或完全卤代的,特别是氟代的烷基,其例如具有化学通式:-(CH2)a1*-CH3,其中1 ≤ a1* ≤ 15,例如1 ≤ a1* ≤ 3和/或8 ≤ a1* ≤ 12,例如甲基或乙基,和/或特别是饱和或不饱和的直链或支化的,例如部分或完全卤代的,特别是氟代的氧化烯基团,例如氧化乙烯基团,特别是低聚氧化烯基团,例如低聚氧化乙烯基团,其特别是具有≥ 1至≤ 10个重复单元,例如≥ 1或≥ 2至≤ 5个重复单元,和/或另外的带正电的基团,例如吡啶鎓基团和/或季铵基团,和/或亚苯基,例如被至少一个烷基和/或氧化烯基团和/或烷氧基和/或另外的带正电的基团,例如季铵基团取代的亚苯基,和/或亚苄基,例如被至少一个烷基和/或氧化烯基团和/或烷氧基和/或另外的带正电的基团,例如季铵基团取代的亚苄基,和/或酮基,例如烷基羰基。在此,例如基团R20、R21和R22的至少两个,任选所有基团R20、R21和R22可以表示不同的基团,例如烷基和/或低聚氧化烯基团,其例如具有不同的长度和/或取代和/或饱和度和/或支化度和/或卤代度,特别是氟代度。

在一个具体的实施方案中,R20和R21表示链长为≥ 1至≤ 4个碳原子的相同或不同的,特别是饱和的烷基,例如甲基,且R22表示链长为≥ 9至≤ 13个碳原子的特别是饱和的烷基,例如十一烷基(-C11H23)。

这种配置的实例是:

和/或。

在另一个替代或额外的实施方案中,所述至少一种聚合物电解质或至少一种聚合物包含至少一个下列化学通式的咪唑鎓基重复单元:

在此,-[Ac]-表示形成聚合物主链的单元。(Xc)在此表示间隔单元。xc在此表示间隔单元(Xc)的数目,特别是其存在或不存在。在此,xc可以特别是1或0,例如1。形成聚合物主链的单元-[Ac]-可以例如如在形成聚合物主链的单元-[A]-的上下文中所阐述那样配置。间隔单元(Xc)可以例如如在间隔单元X的上下文中所阐述那样配置。R30、R31、R32和/或R33同样可以例如如上所阐述那样配置。

Z-可以在此特别地表示高氯酸根和/或三氟甲磺酸根和/或四氟硼酸根和/或双草酸根合硼酸根和/或六氟磷酸根和/或双(三氟甲烷磺酰基)亚氨基阴离子和/或二氟草酸根合硼酸根和/或溴离子和/或碘离子和/或氯离子。

(Xc)可以在此例如表示特别是饱和或不饱和的直链或支化的,例如部分或完全卤代的,特别是氟代的亚烷基间隔单元,其例如具有化学通式:-(CH2)a1-,其中1 ≤ a1 ≤ 12,例如3 ≤ a1 ≤ 5,和/或特别是饱和或不饱和的直链或支化的,例如部分或完全卤代的,特别是氟代的氧化烯间隔单元,特别是氧化乙烯间隔单元,其特别是具有≥ 1或≥ 2至≤ 10 个重复单元,例如≥ 1或≥ 2至≤ 4个重复单元,例如具有化学通式:-CH2-[CH2-CH2-O]b1-CH2-,其中1 ≤ b1 ≤ 10,例如2 ≤ b1 ≤ 4,和/或具有化学通式:-[CH2-CH2-O-]b,其中1 ≤ b ≤ 10,例如2 ≤ b ≤ 4,和/或另外的带正电的基团,例如吡啶鎓基团和/或季铵基团,和/或亚苯基,例如被至少一个烷基和/或氧化烯基团和/或烷氧基和/或另外的带正电的基团,例如季铵基团取代的亚苯基,和/或亚苄基,例如被至少一个烷基和/或氧化烯基团和/或烷氧基和/或另外的带正电的基团,例如季铵基团取代的亚苄基,其例如具有化学通式:其中1 ≤ z1 ≤ 4,和/或酮基,例如烷基羰基。

R30、R32和/或R33可以在此例如分别彼此独立地表示氢或特别是饱和或不饱和的直链或支化的,例如部分或完全卤代的,特别是氟代的烷基,其例如具有化学通式:-(CH2)a1*-CH3,其中0 ≤或1 ≤或2 ≤ a1* ≤ 15,例如0 ≤或1或≤ 2 ≤ a1* ≤ 4,和/或特别是饱和或不饱和的直链或支化的,例如部分或完全卤代的,特别是氟代的氧化烯基团,例如氧化乙烯基团,特别是低聚氧化烯基团,例如低聚氧化乙烯基团,其特别是具有≥ 1至≤ 10个重复单元,例如≥ 1或≥ 2至≤ 5个重复单元,和/或另外的带正电的基团,例如吡啶鎓基团和/或季铵基团,和/或亚苯基,例如被至少一个烷基和/或氧化烯基团和/或烷氧基和/或另外的带正电的基团,例如季铵基团取代的亚苯基,和/或亚苄基,例如被至少一个烷基和/或氧化烯基团和/或烷氧基和/或另外的带正电的基团,例如季铵基团取代的亚苄基,和/或酮基,例如烷基羰基。在此,例如基团R30、R31、R32和R33的至少两个,特别是至少三个,任选所有R30、R31、R32和R33可以表示不同的基团,例如烷基和/或低聚氧化烯基团,其例如具有不同的长度和/或取代和/或饱和度和/或支化度和/或卤代度,特别是氟代度。特别地,R30、R31、R32和R33可以分别彼此独立地表示氢或甲基或链长为≥ 2至≤ 15个碳原子,例如≥ 2至≤ 4个碳原子的烷基。R31可以特别地表示甲基。

在另一个替代或额外的实施方案中,所述至少一种聚合物电解质或至少一种聚合物包含至少一种下列化学通式的哌啶鎓基重复单元:

在此,-[Ad]-表示形成聚合物主链的单元。(Xd)在此表示间隔单元。xd在此表示间隔单元(Xd)的数目,特别是其存在或不存在。在此,xd可以特别是1或0,例如1。形成聚合物主链的单元-[Ad]-可以例如如在形成聚合物主链的单元-[A]-的上下文中所阐述那样配置。间隔单元(Xd) 可以例如如在间隔单元X的上下文中所阐述那样配置。R40、R41、R41’、R42、R42’、R43、R43’、R44、R44’、R45和/或R45’同样可以例如如上所阐述那样配置。

Z-可以在此特别地表示高氯酸根和/或三氟甲磺酸根和/或四氟硼酸根和/或双草酸根合硼酸根和/或六氟磷酸根和/或双(三氟甲烷磺酰基)亚氨基阴离子和/或二氟草酸根合硼酸根和/或溴离子和/或碘离子和/或氯离子。

(Xd)可以在此特别地表示特别是饱和或不饱和的直链或支化的,例如部分或完全卤代的,特别是氟代的亚烷基间隔单元,其例如具有化学通式:-(CH2)a1-,其中1 ≤ a1 ≤ 15,例如3 ≤ a1 ≤ 5,和/或特别是饱和或不饱和的直链或支化的,例如部分或完全卤代的,特别是氟代的氧化烯间隔单元,特别是氧化乙烯间隔单元,其特别是具有≥ 1或≥ 2至≤ 10个重复单元,例如≥ 1或≥ 2至≤ 4个重复单元,其例如具有化学通式:-CH2-[CH2-CH2-O]b1-CH2-,其中1 ≤ b1 ≤ 10,例如2 ≤ b1 ≤ 4,和/或具有化学通式:-[CH2-CH2-O-]b,其中1 ≤ b ≤ 10,例如2 ≤ b ≤ 4,和/或另外的带正电的基团,例如吡啶鎓基团和/或季铵基团,和/或亚苯基,例如被至少一个烷基和/或氧化烯基团和/或烷氧基和/或另外的带正电的基团,例如季铵基团取代的亚苯基,和/或亚苄基,例如被至少一个烷基和/或氧化烯基团和/或烷氧基和/或另外的带正电的基团,例如季铵基团取代的亚苄基,和/或酮基,例如烷基羰基。特别地,间隔单元X可以是饱和的烷基间隔单元,其链长为≥ 1至≤ 15个碳原子,例如≥ 3至≤ 5个碳原子。

R40、R41、R41’、R42、R42’、R43、R43’、R44、R44’、R45和/或R45’可以在此例如分别彼此独立地表示氢或特别是饱和或不饱和的直链或支化的,例如部分或完全卤代的,特别是氟代的烷基,其例如具有化学通式:-(CH2)a1*-CH3,其中0 ≤或1 ≤或2 ≤ a1* ≤ 15,例如0 ≤或1或≤ 2 ≤ a1* ≤ 4,和/或特别是饱和或不饱和的直链或支化的,例如部分或完全卤代的,特别是氟代的氧化烯基团,例如氧化乙烯基团,特别是低聚氧化烯基团,例如低聚氧化乙烯基团,其特别是具有≥ 1至≤ 10个重复单元,例如≥ 1或≥ 2至≤ 5个重复单元,和/或另外的带正电的基团,例如吡啶鎓基团和/或季铵基团,和/或亚苯基,例如被至少一个烷基和/或氧化烯基团和/或烷氧基和/或另外的带正电的基团,例如季铵基团取代的亚苯基,和/或亚苄基,例如被至少一个烷基和/或氧化烯基团和/或烷氧基和/或另外的带正电的基团,例如季铵基团取代的亚苄基,和/或酮基,例如烷基羰基。在此,例如基团R40、R41、R41’、R42、R42’、R43、R43’、R44、R44’、R45和/或R45’的至少两个,特别是至少三个,任选所有基团R40、R41、R41’、R42、R42’、R43、R43’、R44、R44’、R45和/或R45’可以表示不同的基团,例如烷基和/或低聚氧化烯基团,其例如具有不同的长度和/或取代和/或饱和度和/或支化度和/或卤代度,特别是氟代度。特别地,R40、R41、R41’、R42、R42’、R43、R43’、R44、R44’、R45和/或R45’可以分别彼此独立地表示氢或甲基或链长为≥ 2至≤ 15个碳原子,例如≥ 2至≤ 4个碳原子的烷基。R41、R41’、R42、R42’、R43、R43’、R44、R44’、R45和/或R45’可以特别地表示氢。R40可以特别地表示甲基。

在另一个替代或额外的实施方案中,所述至少一种聚合物电解质或至少一种聚合物包含至少一种下列化学通式的吡咯烷鎓基重复单元;

在此,-[Ae]-表示形成聚合物主链的单元。(Xe)在此表示间隔单元。xe在此表示间隔单元(Xe)的数目,特别是其存在或不存在。在此,xe可以特别是1或0,例如1。形成聚合物主链的单元-[Ae]-可以例如如在形成聚合物主链的单元-[A]-的上下文中所阐述那样配置。间隔单元(Xe)可以例如如在间隔单元X的上下文中所阐述那样配置。R50、R51、R51’、R52、R52’、R53、R53’、R54和/或R54’同样可以例如如上所阐述那样配置。

Z-可以在此特别地表示高氯酸根和/或三氟甲磺酸根和/或四氟硼酸根和/或双草酸根合硼酸根和/或六氟磷酸根和/或双(三氟甲烷磺酰基)亚氨基阴离子和/或二氟草酸根合硼酸根和/或溴离子和/或碘离子和/或氯离子。

(Xe)可以在此特别地表示特别是饱和或不饱和的直链或支化的,例如部分或完全卤代的,特别是氟代的亚烷基间隔单元,其例如具有化学通式:-(CH2)a1-,其中1 ≤ a1 ≤ 15,例如3 ≤ a1 ≤ 5,和/或特别是饱和或不饱和的直链或支化的,例如部分或完全卤代的,特别是氟代的氧化烯间隔单元,特别是氧化乙烯间隔单元,其特别是具有≥ 1或≥ 2至≤ 10个重复单元,例如≥ 1或≥ 2至≤ 4个重复单元,其例如具有化学通式:-CH2-[CH2-CH2-O]b1-CH2-,其中1 ≤ b1 ≤ 10,例如2 ≤ b1 ≤ 4,和/或具有化学通式:-[CH2-CH2-O-]b,其中1 ≤ b ≤ 10,例如2 ≤ b ≤ 4,和/或另外的带正电的基团,例如吡啶鎓基团和/或季铵基团,和/或亚苯基,例如被至少一个烷基和/或氧化烯基团和/或烷氧基和/或另外的带正电的基团,例如季铵基团取代的亚苯基,和/或亚苄基,例如被至少一个烷基和/或氧化烯基团和/或烷氧基和/或另外的带正电的基团,例如季铵基团取代的亚苄基,和/或酮基,例如烷基羰基。特别地,间隔单元X可以是饱和的烷基间隔单元,其链长为≥ 1至≤ 15个碳原子,例如≥ 3至≤ 5个碳原子。

R50、R51、R51’、R52、R52’、R53、R53’、R54和/或R54’可以在此例如分别彼此独立地表示氢或特别是饱和或不饱和的直链或支化的,例如部分或完全卤代的,特别是氟代的烷基,其例如具有化学通式:-(CH2)a1*-CH3,其中0 ≤或1 ≤或2 ≤ a1* ≤ 15,例如0 ≤或1或≤ 2 ≤ a1* ≤ 4,和/或特别是饱和或不饱和的直链或支化的,例如部分或完全卤代的,特别是氟代的氧化烯基团,例如氧化乙烯基团,特别是低聚氧化烯基团,例如低聚氧化乙烯基团,其特别是具有≥ 1至≤ 10个重复单元,例如≥ 1或≥ 2至≤ 5个重复单元,和/或另外的带正电的基团,例如吡啶鎓基团和/或季铵基团,和/或亚苯基,例如被至少一个烷基和/或氧化烯基团和/或烷氧基和/或另外的带正电的基团,例如季铵基团取代的亚苯基,和/或亚苄基,例如被至少一个烷基和/或氧化烯基团和/或烷氧基和/或另外的带正电的基团,例如季铵基团取代的亚苄基,和/或酮基,例如烷基羰基。在此,例如基团R50、R51、R51’、R52、R52’、R53、R53’、R54和/或R54’的至少两个,特别是至少三个,任选所有基团R50、R51、R51’、R52、R52’、R53、R53’、R54和/或R54’可以表示不同的基团,例如烷基和/或低聚氧化烯基团,其例如具有不同的长度和/或取代和/或饱和度和/或支化度和/或卤代度,特别是氟代度。特别地,R50、R51、R51’、R52、R52’、R53、R53’、R54和/或R54’可以分别彼此独立地表示氢或甲基或链长为≥ 2至≤ 15个碳原子,例如≥ 2至≤ 4个碳原子的烷基。R51、R51’、R52、R52’、R53、R53’、R54和/或R54’可以特别地表示氢。R50可以特别地表示甲基或乙基。

在另一个替代或额外的实施方案中,所述至少一种聚合物电解质或至少一种聚合物包含至少一种下列化学通式的鏻基重复单元:

在此,-[Af]-表示形成聚合物主链的单元。(Xf)在此表示间隔单元。xf在此表示间隔单元(Xf)的数目,特别是其存在或不存在。在此,xf可以特别是1或0,例如1。形成聚合物主链的单元-[Af]-可以例如如在形成聚合物主链的单元-[A]-的上下文中所阐述那样配置。间隔单元(Xf)可以例如如在间隔单元X的上下文中所阐述那样配置。R60、R61和/或R62同样可以例如如上所阐述那样配置。

Z-可以在此特别地表示高氯酸根和/或三氟甲磺酸根和/或四氟硼酸根和/或双草酸根合硼酸根和/或六氟磷酸根和/或双(三氟甲烷磺酰基)亚氨基阴离子和/或二氟草酸根合硼酸根和/或溴离子和/或碘离子和/或氯离子。

(Xf)可以在此特别地表示特别是饱和或不饱和的直链或支化的,例如部分或完全卤代的,特别是氟代的亚烷基间隔单元,其例如具有化学通式:-(CH2)a1-,其中1 ≤ a1 ≤ 15,例如2 ≤ a1 ≤ 8,和/或特别是饱和或不饱和的直链或支化的,例如部分或完全卤代的,特别是氟代的氧化烯间隔单元,特别是氧化乙烯间隔单元,其特别是具有≥ 1或≥ 2至≤ 10个重复单元,例如≥ 1或≥ 2至≤ 4个重复单元,其例如具有化学通式:-CH2-[CH2-CH2-O]b1-CH2-,其中1 ≤ b1 ≤ 10,例如2 ≤ b1 ≤ 4,和/或具有化学通式:-[CH2-CH2-O-]b,其中1 ≤ b ≤ 10,例如2 ≤ b ≤ 4,和/或另外的带正电的基团,例如吡啶鎓基团和/或季铵基团,和/或亚苯基,例如被至少一个烷基和/或氧化烯基团和/或烷氧基和/或另外的带正电的基团,例如季铵基团取代的亚苯基,和/或亚苄基,例如被至少一个烷基和/或氧化烯基团和/或烷氧基和/或另外的带正电的基团,例如季铵基团取代的亚苄基,和/或酮基,例如烷基羰基。特别地,间隔单元X 可以是饱和的烷基间隔单元,其链长为≥ 1至≤ 16个碳原子,例如≥ 3至≤ 9个碳原子。

R60、R61和R61可以在此例如分别彼此独立地表示氢或特别是饱和或不饱和的直链或支化的,例如部分或完全卤代的,特别是氟代的烷基,其例如具有化学通式:-(CH2)a1*-CH3,其中0 ≤或1 ≤或2 ≤ a1* ≤ 15,例如0 ≤或1或≤ 2 ≤ a1* ≤ 4,和/或特别是饱和或不饱和的直链或支化的,例如部分或完全卤代的,特别是氟代的氧化烯基团,例如氧化乙烯基团,特别是低聚氧化烯基团,例如低聚氧化乙烯基团,其特别是具有≥ 1至≤ 10个重复单元,例如≥ 1或≥ 2至≤ 5个重复单元,和/或另外的带正电的基团,例如吡啶鎓基团和/或季铵基团,和/或亚苯基,例如被至少一个烷基和/或氧化烯基团和/或烷氧基和/或另外的带正电的基团,例如季铵基团取代的亚苯基,和/或亚苄基,例如被至少一个烷基和/或氧化烯基团和/或烷氧基和/或另外的带正电的基团,例如季铵基团取代的亚苄基,和/或酮基,例如烷基羰基。在此,例如基团R60、R61和R61的至少两个,任选所有基团R60、R61和R61可以表示不同的基团,例如烷基和/或低聚氧化烯基团,其例如具有不同的长度和/或取代和/或饱和度和/或支化度和/或卤代度,特别是氟代度。特别地,R60、R61和R61可以分别彼此独立地表示链长为≥ 1至≤ 16个碳原子,例如≥ 3至≤个碳原子的烷基。

在另一个替代或额外的实施方案中,所述至少一种聚合物电解质或至少一种聚合物包含至少一种下列化学通式的基于苯磺酸根的重复单元:

在此,-[AZ]-表示形成聚合物主链的单元。(XZ)在此表示间隔单元。xz在此表示间隔单元(XZ)的数目,特别是其存在或不存在。在此,xz可以特别是1或0,例如1。形成聚合物主链的单元-[AZ]-可以例如如在形成聚合物主链的单元-[A]-的上下文中所阐述那样配置。间隔单元(XZ)可以例如如在间隔单元X的上下文中所阐述那样配置。R200、R201、R202和/或R203同样可以例如如上所阐述那样配置。

Z+在此可以特别地表示阳离子,特别是金属阳离子,例如碱金属离子,例如锂离子和/或钠离子,特别是锂离子(Li+)。

(XZ)可以在此特别地表示特别是饱和或不饱和的直链或支化的,例如部分或完全卤代的,特别是氟代的亚烷基间隔单元,其例如具有化学通式:-(CH2)a1-,其中1 ≤ a1 ≤ 15,例如1 ≤ a1 ≤ 3,和/或特别是饱和或不饱和的直链或支化的,例如部分或完全卤代的,特别是氟代的氧化烯间隔单元,特别是氧化乙烯间隔单元,其特别是具有≥ 1或≥ 2至≤ 10个重复单元,例如≥ 1或≥ 2至≤ 4个重复单元,其例如具有化学通式:-CH2-[CH2-CH2-O]b1-CH2-,其中1 ≤ b1 ≤ 10,例如2 ≤ b1 ≤ 4,和/或具有化学通式:-[CH2-CH2-O-]b,其中1 ≤ b ≤ 10,例如2 ≤ b ≤ 4,和/或-(CH2)a2-O-[CH2-CH2-O-]b2-(CH2)a2’-,其中1 ≤ a2 ≤ 3、1 ≤ b2 ≤ 10,特别是1 ≤ b2 ≤ 4且1 ≤ a2’ ≤ 3,和/或另外的磺酸锂基团和/或亚苯基,例如被至少一个磺酸锂基团取代的亚苯基(亚苯基-磺酸根-单元),和/或亚苄基,例如被至少一个磺酸锂基团取代的亚苄基,和/或酮基,例如烷基羰基,和/或醚氧。

R200、R201、R202和R203可以在此例如分别彼此独立地表示氢或特别是饱和或不饱和的直链或支化的,例如部分或完全卤代的,特别是氟代的烷基,其例如具有化学通式:-(CH2)a1*-CH3,其中0 ≤或1 ≤ a1* ≤ 15,例如1 ≤ a1* ≤ 2,和/或特别是饱和或不饱和的直链或支化的,例如部分或完全卤代的,特别是氟代的氧化烯基团,例如氧化乙烯基团,特别是低聚氧化烯基团,例如低聚氧化乙烯基团,其特别是具有≥ 1至≤ 10个重复单元,例如≥ 1或≥ 2至≤ 5个重复单元,和/或另外的带负电的基团,例如磺酸锂基团,和/或亚苯基,例如被至少一个负电基团,例如磺酸锂基团取代的亚苯基,和/或亚苄基,例如被至少一个负电基团,例如磺酸锂基团取代的亚苄基,和/或酮基,例如烷基羰基。在此,例如基团R200、R201、R202和R203的至少两个,任选所有基团R200、R201、R202和R203可以表示不同的基团,例如烷基和/或低聚氧化烯基团,其例如具有不同的长度和/或取代和/或饱和度和/或支化度和/或卤代度,特别是氟代度。特别地,R200、R201、R202和R203可以分别彼此独立地表示氢或磺酸锂基团或特别是被至少一个磺酸锂基团取代的烷基,其链长为≥ 1至≤ 15个碳原子,例如≥ 1至≤ 2个碳原子,其例如具有化学通式:-(CH2)s1-SO3Li,其中0 ≤ s1 ≤ 15,例如0 ≤ s1 ≤ 2。特别地,R200、R201、R202和R203可以分别彼此独立地表示氢,特别是饱和的,例如部分或完全地磺化和/或卤代的,特别是氟代的烷基,其链长为≥ 1至≤ 16个碳原子,例如≥ 1或≥ 2至≤ 4个碳原子,和/或例如部分或完全地磺化和/或卤代的,特别是氟代的氧化烯基团,特别是低聚氧化烯基团,例如低聚氧化乙烯基团。

特别地,R200、R201、R202和/或R203可以被至少一个磺酸根基团,特别是磺酸锂基团取代。

在另一个替代或额外的实施方案中,所述至少一种聚合物电解质或至少一种聚合物包含至少一种下列化学通式的基于三氟甲烷磺酰亚氨基阴离子-苯-基团的重复单元:

,例如。

在此,-[AZ1]-表示形成聚合物主链的单元。(XZ1)在此表示间隔单元。xz1在此表示间隔单元(XZ1)的数目,特别是其存在或不存在。在此,xz1可以特别是1或0,例如1。形成聚合物主链的单元-[AZ1]-可以例如如在形成聚合物主链的单元-[A]-的上下文中所阐述那样配置。间隔单元(XZ1)可以例如如在间隔单元X的上下文中所阐述那样配置。R210、R211、R212、213和/或R214同样可以例如如上所阐述那样配置。

Z+可以在此特别地表示阳离子,特别是金属阳离子,例如碱金属离子,例如锂离子和/或钠离子,特别是锂离子(Li+)。

(XZ1)可以在此特别地表示特别是饱和或不饱和的直链或支化的,例如部分或完全卤代的,特别是氟代的亚烷基间隔单元,其例如具有化学通式:-(CH2)a1-,其中1 ≤ a1 ≤ 15,例如1 ≤ a1 ≤ 3,和/或特别是饱和或不饱和的直链或支化的,例如部分或完全卤代的,特别是氟代的氧化烯间隔单元,特别是氧化乙烯间隔单元,其特别是具有≥ 1或≥ 2至≤ 10个重复单元,例如≥ 1或≥ 2至≤ 4个重复单元,其例如具有化学通式:-CH2-[CH2-CH2-O]b1-CH2-,其中1 ≤ b1 ≤ 10,例如2 ≤ b1 ≤ 4,和/或具有化学通式:-[CH2-CH2-O-]b,其中1 ≤ b ≤ 10,例如2 ≤ b ≤ 4,和/或-(CH2)a2-O-[CH2-CH2-O-]b2-(CH2)a2’-,其中1 ≤ a2 ≤ 3、1 ≤ b2 ≤ 10,特别是1 ≤ b2 ≤ 4且1 ≤ a2’ ≤ 3,和/或另外的三氟甲烷磺酰亚氨基化锂-苯-基团和/或亚苯基,例如被至少一个三氟甲烷磺酰亚氨基化锂-苯-基团取代的亚苯基(亚苯基-双(三氟甲烷磺酰基)亚氨基阴离子-苯-单元),和/或亚苄基,例如被至少一个三氟甲烷磺酰亚氨基化锂-苯-基团取代的亚苄基,和/或酮基,例如烷基羰基,和/或醚氧。

R210、R211、R212、213和R214可以在此例如分别彼此独立地表示氢或特别是饱和或不饱和的直链或支化的,例如部分或完全卤代的,特别是氟代的烷基,其例如具有化学通式:-(CH2)a1*-CH3,其中0 ≤或1 ≤ a1* ≤ 15,例如1 ≤ a1* ≤ 2,和/或特别是饱和或不饱和的直链或支化的,例如部分或完全卤代的,特别是氟代的氧化烯基团,例如氧化乙烯基团,特别是低聚氧化烯基团,例如低聚氧化乙烯基团,其特别是具有≥ 1至≤ 10个重复单元,例如≥ 1或≥ 2至≤ 5个重复单元,和/或另外的三氟甲烷磺酰亚氨基化锂-苯-基团和/或亚苯基,例如被至少一个三氟甲烷磺酰亚氨基化锂-苯-基团取代的亚苯基,和/或亚苄基,例如被至少一个三氟甲烷磺酰亚氨基化锂-苯-基团取代的亚苄基,和/或酮基,例如烷基羰基。在此,例如基团R210、R211、R212、213和R214的至少两个,任选所有基团R210、R211、R212、213和R214可以表示不同的基团,例如烷基和/或低聚氧化烯基团,其例如具有不同的长度和/或取代和/或饱和度和/或支化度和/或卤代度,特别是氟代度。特别地,R210、R211、R212、213和R214可以分别彼此独立地表示氢或三氟甲烷磺酰亚氨基化锂-苯-基团或特别是被至少一个三氟甲烷磺酰亚氨基化锂-苯-基团取代的烷基,其链长为≥ 1至≤ 15个碳原子,例如≥ 1至≤ 2个碳原子,其例如具有化学通式:-(CH2)s2-SO2NSO2CF3Li,其中0 ≤ s2 ≤ 15,例如0 ≤ s2 ≤ 2。特别地,R210、R211、R212、213和R214 分别彼此独立地表示氢,特别是饱和的,例如部分或完全地双(三氟甲烷磺酰基)亚氨基阴离子取代的和/或卤代,特别是氟代的烷基,其链长为≥ 1至≤ 16个碳原子,例如≥ 1或≥ 2至≤ 4个碳原子,和/或例如部分或完全地双(三氟甲烷磺酰基)亚氨基阴离子取代的和/或卤代,特别是氟代的氧化烯基团,特别是低聚氧化烯基团,例如低聚氧化乙烯基团。

特别地,R210、R211、R212、213和/或R214可以为另外的磺酰亚氨基阴离子基团,例如三氟甲烷磺酰亚氨基阴离子基团,特别是三氟甲烷磺酰亚氨基化锂基团的形式。

特别地,聚合物主链-[Az]-或-[Az1]-可以表示亚苯基单元,特别是聚亚苯基的,例如对-聚亚苯基的,例如具有醚官能,其例如具有化学通式:

或,特别是其中xq表示(一个或多个)键合位点或表示XQ。

在此,该聚合物可以包含例如至少一个例如未取代的另外的亚苯基单元和/或至少一个被至少一个磺酸锂基团取代的另外的亚苯基单元。例如,该聚合物主链-[Az]-或-[Az1]-可以表示下列化学通式的亚苯基单元:

,其中n和n*表示未取代的亚苯基单元的重复数目并例如在此为0 ≤ n ≤ 3且0 ≤ n* ≤ 3,特别是其中xq表示(一个或多个)键合位点或表示XQ。

在另一个替代或额外的具体的实施方案中,所述聚合物,特别是所述至少一种第一重复单元-[A1]-包含或基于下列化学通式的基于单或多重磺化的聚亚苯基的重复单元:

在另一个实施方案中,所述至少一种聚合物电解质或至少一种聚合物包含至少一种如下化学通式的重复单元:

和/或和/或

和/或和/或

和/或和/或

和/或,例如

,和/或

和/或,例如

,和/或和/或

和/或和/或和/或

和/或和/或

在此,-[AI]-、-[AII]-、-[AIII]-、-[AIV]-、-[AV]-、-[AVI]-、-[AVII]-、-[AVIII]-、-[AIX]-、-[Aa]-、-[Ab]-、-[Ac]-、-[Ad]-、-[Ae]-、-[Af]-、-[AZ]-或-[AZ1]-特别地表示形成聚合物主链的单元。(XI)、(XII)、(XIII)、(XIV)、(XV)、(XVI)、(XVII)、(XVIII)、(XIX)、(Xa)、(Xb)、(Xc)、(Xd)、(Xe)、(Xf)、(XZ)或(XZ1)在此特别地表示间隔单元。xi、xii、xiii、xiv、xv、xvi、xvii、xviii、xix、xa、xb、xc、xd、xe、xf或xz在此表示(各自的)间隔单元的数目,特别是其存在或不存在。在此特别地,xi、xii、xiii、xiv、xv、xvi、xvii、xviii、xix、xa、xb、xc、xd、xe、xf或xz可以是1或0,例如1。在此,nIV表示氧化乙烯单元的数目并特别是1 ≤ nIV ≤ 15,例如2 ≤ nIV ≤ 6。在此,nIX表示氧化乙烯单元的数目并特别是1 ≤ nIX ≤ 15,例如2 ≤ nIX≤ 6。

形成聚合物主链的单元-[AI]-、-[AII]-、-[AIII]-、-[AIV]-、-[AV]-、-[AVI]-、-[AVII]-、-[AVIII]-、-[AIX]-、-[Aa]-、-[Ab]-、-[Ac]-、-[Ad]-、-[Ae]-、-[Af]-、-[AZ]-或-[AZ1]-可以例如如在形成聚合物主链的单元-[A]-的上下文中所阐述那样配置。间隔单元(XI)、(XII)、(XIII)、(XIV)、(XV)、(XVI)、(XVII)、(XVIII)、(XIX)、(Xa)、(Xb)、(Xc)、(Xd)、(Xe)、(Xf)、(XZ)或(XZ1)可以例如如在间隔单元X的上下文中所阐述那样配置。R10、R11、R12、R13、R14、R20、R21 R22、R30、R31、R32、R33、R40、R41、R41’、R42、R42’、R43、R43’、R44、R44’、R45、R45’、R50、R51、R51’、R52、R52’、R53、R53’、R54、R54’、R60、R61、R62、R100、R101、R101’、R110、R111、R111’、R112、R112’、R120、R120’、R121、R121’、R130、R130’、R131、R131’、R132、R140、R150、R160、R170、R180、R180’ R181、R181’、R182、R200、R201、R202、R203、R210、R211、R212、213和/或R214同样可以例如如上所阐述那样配置。

间隔单元(XI)、(XII)、(XIII)、(XIV)、(XV)、(XVI)、(XVII)、(XVIII)、(XIX)、(Xa)、(Xb)、(Xc)、(Xd)、(Xe)、(Xf)、(XZ)或(XZ1)可以特别地——如在间隔单元X的上下文中所阐述——包含至少一个氧化烯基团,例如氧化乙烯基团,特别是低聚氧化烯基团,例如低聚氧化乙烯基团或是氧化烯-间隔单元,例如氧化乙烯-间隔单元,特别是低聚氧化烯-间隔单元,例如低聚氧化乙烯-间隔单元。

例如,形成聚合物主链的单元-[AI]-、-[AII]-、-[AIII]-、-[AIV]-、-[AV]-、-[AVI]-、-[AVII]-、-[AVIII]-、-[AIX]-、-[Aa]-、-[Ab]-、-[Ac]-、-[Ad]-、-[Ae]-、-[Af]-、-[AZ]-或-[AZ1]-可以(至少)表示氧化烯单元,特别是氧化乙烯单元和/或氧化丙烯单元,和/或亚烷基单元和/或含有碳酸酯基团的单元和/或甲基丙烯酸酯单元和/或甲基丙烯酸甲酯单元和/或硅氧烷单元和/或磷腈单元和/或亚苯基单元。例如,形成聚合物主链的单元-[AI]-、-[AII]-、-[AIII]-、-[AIV]-、-[AV]-、-[AVI]-、-[AVII]-、-[AVIII]-、-[AIX]-、-[Aa]-、-[Ab]-、-[Ac]-、-[Ad]-、-[Ae]-、-[Af]-、-[AZ]-或-[AZ1]-可以(至少)表示硅氧烷单元和/或磷腈单元和/或甲基丙烯酸酯单元和/或甲基丙烯酸甲酯单元和/或亚苯基单元。特别地,形成聚合物主链的单元-[AI]-、-[AII]-、-[AIII]-、-[AIV]-、-[AV]-、-[AVI]-、-[AVII]-、-[AVIII]-、-[AIX]-、-[Aa]-、-[Ab]-、-[Ac]-、-[Ad]-、-[Ae]-、-[Af]-、-[AZ]-或-[AZ1]- 可以(至少)表示硅氧烷单元和/或磷腈单元和/或甲基丙烯酸酯单元和/或甲基丙烯酸甲酯单元。

R10、R11、R13和/或R14或R30、R32和/或R33或R41、R41’、R42、R42’、R43、R43’、R44、R44’、R45和/或R45’或R51、R51’、R52、R52’、R53、R53’、R54和/或R54’或R200、R201、R202和/或R203或R210、R211、R212、213和/或R214或R100、R101和/或R101’或R110、R111、R111’、R112和/或R112’或R120、R120’、R121和/或R121’或R130、R130’、R131和/或R131’或R150或R180、R180’、R181、R181’和/或R182可以特别地分别彼此独立地表示氢和/或卤素原子,特别是氟,和/或烷基和/或氧化烯基团,特别是低聚氧化烯基团,和/或烷氧基和/或亚苯氧基,特别是低聚亚苯氧基,和/或苯氧基和/或亚苯基,特别是低聚亚苯基,和/或苯基和/或亚苄基,特别是低聚亚苄基,和/或苄基和/或羰基和/或特别是环状和/或非环状的碳酸酯基团,和/或特别是环状和/或非环状的羧酸酯基团,特别是内酯基团,和/或特别是环状和/或非环状的氨基甲酸酯基团和/或带电的基团,例如带正电的基团,特别是基于离子液体的阳离子,例如季铵基团和/或季鏻基团,和/或带负电的基团,特别是基于导电盐阴离子,特别是锂-导电盐阴离子和/或离子液体的阴离子的,特别是磺酰亚氨基阴离子基团,和/或磺酸根基团,例如磺酸锂基团和/或磺酸锂基团。

R12或 R20、R21和R22或 R31或 R40或 R50或 R60、R61和R62或 R132或 R140或 R160或 R170可以特别地分别彼此独立地表示烷基和/或氧化烯基团,特别是低聚氧化烯基团,和/或烷氧基和/或亚苯氧基,特别是低聚亚苯氧基,和/或苯氧基和/或亚苯基,特别是低聚亚苯基,和/或苯基和/或亚苄基,特别是低聚亚苄基,和/或苄基和/或羰基和/或特别是环状和/或非环状的碳酸酯基团和/或特别是环状和/或非环状的羧酸酯基团和/或特别是环状和/或非环状的氨基甲酸酯基团。

所述至少一种聚合物电解质或至少一种聚合物既可以是均聚物,也可以是共聚物,例如嵌段共聚物,例如多嵌段共聚物,和/或交替共聚物和/或无规共聚物。所述阴极材料或所述至少一种聚合物电解质例如既可以包含或是一种均聚物,也可以包含或是多种均聚物,和/或既可以包含或是一种共聚物,也可以包含或是多种共聚物,也可以包含或是均聚物-共聚物-混合物。

在一个实施方案中,所述至少一种聚合物电解质是均聚物,或所述阴极材料包含至少一种均聚物,该均聚物包含至少一种如下化学通式的重复单元:

。A、X、x和Q可以在此如上所阐述那样配置。在此特别地,该均聚物可以包含如上所阐述的具体的重复单元。

在另一个实施方案中,所述至少一种聚合物电解质是共聚物,或所述阴极材料包含至少一种共聚物,例如嵌段共聚物,例如多嵌段共聚物和/或交替共聚物和/或无规共聚物,其包含至少一种第一重复单元和至少一种不同于所述至少一种第一重复单元的第二重复单元,其中所述至少一种第一重复单元具有下列化学通式:

。A、X、x和Q在此可以如上所阐述那样配置。在此例如,该共聚物可以包含至少一种如上所阐述的具体的重复单元。特别地,该至少一种第一重复单元可以包含或是如上所阐述的具体的重复单元。

所述至少一种第二重复单元可以在此例如是任意的形成聚合物主链的单元。例如,该至少一种第二重复单元可以包含或是氧化烯单元,例如全氟代的氧化烯单元和/或全氟聚醚单元,和/或碳酸酯单元和/或硅氧烷单元和/或磷腈单元和/或甲基丙烯酸甲酯单元和/或甲基丙烯酸酯单元和/或亚苯基单元和/或亚苯氧基单元和/或亚苄基单元和/或亚烷基单元和/或苯乙烯单元。特别地,该至少一种第二重复单元可以包含或是氧化烯单元和/或硅氧烷单元和/或磷腈单元和/或甲基丙烯酸甲酯单元和/或甲基丙烯酸酯单元,例如亚苯氧基单元,和/或亚烷基单元和/或亚苯基单元。

任选地,该至少一种第二重复单元可以不具有基团Q并例如是特别是简单的氧化烯单元,例如全氟代氧化烯单元和/或全氟聚醚单元,和/或碳酸酯单元和/或硅氧烷单元和/或磷腈单元和/或甲基丙烯酸甲酯单元和/或甲基丙烯酸酯单元和/或亚苯基单元和/或亚苯氧基单元和/或亚苄基单元和/或亚烷基单元,例如氧化烯单元和/或亚苯基单元,或其它的形成聚合物主链的单元,例如(聚)苯乙烯单元。可能导致较高的玻璃化转变温度的(聚)亚苯基单元和/或(聚)苯乙烯单元可以就机械性能而言是有利的。

所述至少一种第一重复单元的形成聚合物主链的单元-[A]-,例如-[AI]-、-[AII]-、-[AIII]-、-[AIV]-、-[AV]-、-[AVI]-、-[AVII]-、-[AVIII]-、-[AIX]-、-[Aa]-、-[Ab]-、-[Ac]-、-[Ad]-、-[Ae]-、-[Af]-、-[AZ]-或-[AZ1]-和所述至少一种第二重复单元的形成聚合物主链的单元可以相同或彼此不同,并例如选自(一种或多种)氧化烯单元,特别是(一种或多种)氧化乙烯单元和/或(一种或多种)氧化丙烯单元,和/或特别是(一种或多种)包含碳酸酯基团的有机单元和/或(一种或多种)硅氧烷单元和/或(一种或多种)磷腈单元和/或(一种或多种)甲基丙烯酸甲酯单元和/或(一种或多种)甲基丙烯酸酯单元和/或亚苯基单元和/或(一种或多种)亚苯氧基单元和/或(一种或多种)亚苄基单元和/或(一种或多种)亚烷基单元。

特别地,所述至少一种第一重复单元的形成聚合物主链的单元-[A]-,例如-[AI]-、-[AII]-、-[AIII]-、-[AIV]-、-[AV]-、-[AVI]-、-[AVII]-、-[AVIII]-、-[AIX]-、-[Aa]-、-[Ab]-、-[Ac]-、-[Ad]-、-[Ae]-、-[Af]-、-[AZ]-或-[AZ1]-和所述至少一种第二重复单元的形成聚合物主链的单元可以选自相同的聚合物种类,例如在-[A]-、-[AI]-、-[AII]-、-[AIII]-、-[AIV]-、-[AV]-、-[AVI]-、-[AVII]-、-[AVIII]-、-[AIX]-、-[Aa]-、-[Ab]-、-[Ac]-、-[Ad]-、-[Ae]-、-[Af]-、-[AZ]-或-[AZ1]-的上下文中所阐述的聚合物种类,例如硅氧烷单元(来自聚硅氧烷种类)。这样,可以有利地简化合成。 但是在此任选地,所述至少一种第一重复单元的形成聚合物主链的单元-[A]-,例如-[AI]-、-[AII]-、-[AIII]-、-[AIV]-、-[AV]-、-[AVI]-、-[AVII]-、-[AVIII]-、-[AIX]-、-[Aa]-、-[Ab]-、-[Ac]-、-[Ad]-、-[Ae]-、-[Af]-、-[AZ]-和-[AZ1]-和所述至少一种第二重复单元的形成聚合物主链的单元可以彼此不同地官能化。

但是例如,所述至少一种第一重复单元的形成聚合物主链的单元-[A]-,例如-[AI]-、-[AII]-、-[AIII]-、-[AIV]-、-[AV]-、-[AVI]-、-[AVII]-、-[AVIII]-、-[AIX]-、-[Aa]-、-[Ab]-、-[Ac]-、-[Ad]-、-[Ae]-、-[Af]-、-[AZ]-或-[AZ1]-和所述至少一种第二重复单元的形成聚合物主链的单元也可以选自不同的聚合物种类,例如在-[A]-、-[AI]-、-[AII]-、-[AIII]-、-[AIV]-、-[AV]-、-[AVI]-、-[AVII]-、-[AVIII]-、-[AIX]-、-[Aa]-、-[Ab]-、-[Ac]-、-[Ad]-、-[Ae]-、-[Af]-、-[AZ]-或-[AZ1]-的上下文中所阐述的聚合物种类,例如硅氧烷单元(来自聚硅氧烷种类)和氧化烯单元(来自聚烯或聚醚种类),和/或通过不同的官能化而彼此不同。这样,可以有利地实现具有各种尤其机械和/或溶剂化和/或电性能的聚合物嵌段,以因此有利地设定溶剂化性能与高的离子传导能力的组合。

对此的实例是下列化学通式的硅氧烷-氧化乙烯-共聚物:

,例如,特别是其中R表示烷基,例如甲基、乙基或丙基,且其中n表示氧化乙烯单元的重复数目,例如1 ≤ n ≤ 10。

但是,所述至少一种第一重复单元的形成聚合物主链的单元-[A]-,例如-[AI]-、-[AII]-、-[AIII]-、-[AIV]-、-[AV]-、-[AVI]-、-[AVII]-、-[AVIII]-、-[AIX]-、-[Aa]-、-[Ab]-、-[Ac]-、-[Ad]-、-[Ae]-、-[Af]-、-[AZ]-或-[AZ1]-和所述至少一种第二重复单元的形成聚合物主链的单元可以特别地选自选自相同的聚合物种类,例如亚苯基单元(聚亚苯基)或亚烷基单元(聚烯烃),并通过不同的官能化或缺少的官能化,例如不同的基团Q和/或不同的间隔单元而彼此不同。

对此的实例是下列化学通式的亚苯基-亚苯基-共聚物 :

特别是其中n表示未取代的重复单元的亚苯基单元的重复数目,例如表示0 ≤ n ≤ 3,和/或

下列化学通式的亚苯基-亚苯基-共聚物 :

特别是其中n和n*表示未取代的亚苯基单元的重复数目,且在此例如是 0 ≤ n ≤ 3和0 ≤ n* ≤ 3,和/或下列化学通式的亚烷基-亚烷基-共聚物:

例如,该至少一种第二重复单元可以具有形成聚合物主链的结构单元,其例如选自(一种或多种)硅氧烷单元和/或(一种或多种)磷腈单元和/或(一种或多种)甲基丙烯酸甲酯单元和/或(一种或多种)甲基丙烯酸酯单元和/或(一种或多种)亚苯基单元,其例如具有含碳酸酯基团和/或氧化烯基团,例如低聚氧化烯的侧基团。在此,该含碳酸酯基团和/或氧化烯基团的侧基团可以例如键合在形成聚合物主链的结构单元的原子上。但是,该含碳酸酯基团和/或氧化烯基团的侧基团,特别是碳酸酯基团也可以环状地键合在形成聚合物主链的结构单元的两个原子上。所形成的聚合物主链在此可以本身包含碳酸酯基团或氧化烯基团,例如是聚碳酸酯或聚氧化烯,或也可以不含碳酸酯基团或氧化烯基团。

但是在一个具体的实施方案中,所述至少一种第二重复单元包含下列化学通式的与所述至少一种第一重复单元不同的重复单元;

。例如,该至少一种第二重复单元可以包含或是如上所阐述的具体的重复单元。

在此例如,所述至少一种第一重复单元的形成聚合物主链的单元-[A]-,例如-[AI]-、-[AII]-、-[AIII]-、-[AIV]-、-[AV]-、-[AVI]-、-[AVII]-、-[AVIII]-、-[AIX]-、-[Aa]-、-[Ab]-、-[Ac]-、-[Ad]-、-[Ae]-、-[Af]-、-[AZ]-或-[AZ1]-和所述至少一种第二重复单元的形成聚合物主链的单元-[A]-,例如-[AI]-、-[AII]-、-[AIII]-、-[AIV]-、-[AV]-、-[AVI]-、-[AVII]-、-[AVIII]-、-[AIX]-、-[Aa]-、-[Ab]-、-[Ac]-、-[Ad]-、-[Ae]-、-[Af]-、-[AZ]-或-[AZ1]-选自不同的聚合物种类,例如硅氧烷单元(聚硅氧烷)和氧化烯单元(聚烯、聚醚),和/或通过不同的官能化而彼此不同。

但是,所述至少一种第一重复单元的形成聚合物主链的单元-[A]-,例如-[AI]-、-[AII]-、-[AIII]-、-[AIV]-、-[AV]-、-[AVI]-、-[AVII]-、-[AVIII]-、-[AIX]-、-[Aa]-、-[Ab]-、-[Ac]-、-[Ad]-、-[Ae]-、-[Af]-、-[AZ]-或-[AZ1]-和所述至少一种第二重复单元的形成聚合物主链的单元-[A]-,例如[AI]-、-[AII]-、-[AIII]-、-[AIV]-、-[AV]-、-[AVI]-、-[AVII]-、-[AVIII]-、-[AIX]-、-[Aa]-、-[Ab]-、-[Ac]-、-[Ad]-、-[Ae]-、-[Af]-、-[AZ]-或-[AZ1]-可以特别地选自相同的聚合物种类,例如(一种或多种)硅氧烷单元(聚硅氧烷)和/或(一种或多种)磷腈单元(聚磷腈)和/或(一种或多种)甲基丙烯酸甲酯单元(甲基丙烯酸甲酯)和/或(一种或多种)甲基丙烯酸酯单元(甲基丙烯酸酯)和/或(一种或多种)亚苯基单元(聚亚苯基)或亚烷基单元(聚烯烃),并通过不同的官能化或缺少的官能化,例如不同的基团Q和/或不同的间隔单元而彼此不同。

在另一个实施方案中,所述聚合物电解质包含或是至少一种共聚物(P),例如嵌段共聚物,例如多嵌段共聚物,和/或交替共聚物和/或无规共聚物,特别是嵌段共聚物,例如下列化学通式的梳形共聚物:

其中重复单元

是彼此不同的如下化学通式的重复单元:

。在此例如,该重复单元可以包含或是如上所阐述的具体的重复单元。

在这一实施方案的一个实施中,所述重复单元

和在此包含彼此不同的如下化学通式的重复单元:

和/或和/或

和/或和/或

和/或和/或

和/或,例如

,和/或和/或

,例如,和/或

和/或和/或

和/或和/或和/或

和/或或表示至少一种如上化学通式的重复单元。如上的重复单元的组合,任选地与锂盐混合着,可以——相比于相应的均聚物——导致离子传导能力,特别是锂离子传导能力的提高。该聚合物的分子量或重复单元的平均数目在此可以与纯聚合物的玻璃化温度紧密相关,其可基本上决定该聚合物/盐混合物的所产生的锂离子传导能力。

在这一实施方案的一个具体的实施中,所述至少一种第一重复单元,例如下列重复单元:

可以包含或表示(至少一种)下列化学通式的重复单元:

和/或,例如

,和/或和/或

和/或和/或

和/或和/或

和/或和/或

和/或,例如

。如上的重复单元与带有低聚氧化乙烯-官能,例如(低聚)氧化乙烯基团(其具有1 ≤ nIV和nIX ≤ 15,例如2 ≤ nIV和nIX ≤ 6个重复单元)的重复单元的组合,任选地与锂盐混合着,可以——相比于相应的均聚物——导致离子传导能力,特别是锂离子传导能力的提高。

所述至少一种第二重复单元,例如下列重复单元;

因此可以例如包含或是一种或多种带有低聚氧化乙烯-官能,例如(低聚)氧化乙烯基团(其具有1 ≤ n ≤ 15个,例如2 ≤ n ≤ 6个重复单元)的重复单元。

在这一实施方案的另一个额外或替代的具体实施中,所述至少一种第二重复单元,例如下列重复单元:

包含或表示(至少一种)如下化学通式的重复单元:

和/或。

为了将多硫化物的溶解保持为尽可能少,可以例如将氧化乙烯单元的含量保持为低,例如尽可能低。但是通过氧化乙烯单元或聚醚,特别是聚氧化乙烯和/或聚氧化丙烯的氟代,可以抑制多硫化物溶解度。因此特别地,所述至少一种第二重复单元可以具有全氟代的氧化烯单元,特别是全氟代的氧化乙烯单元或是全氟代聚醚。例如,基团R130-132或R180-R182可以是全氟代的,和/或表示氟原子。

如已阐述,出于这些原因,间隔单元X、(XI)、(XII)、(XIII)、(XIV)、(XV)、(XVI)、(XVII)、(XVIII)、(XIX)、(Xa)、(Xb)、(Xc)、(Xd)、(Xe)、(Xf)、(XZ)或(XZ1)和/或形成聚合物主链的单元-[A]-、-[AI]-、-[AII]-、-[AIII]-、-[AIV]-、-[AV]-、-[AVI]-、-[AVII]-、-[AVIII]-、-[AIX]-、-[Aa]-、-[Ab]-、-[Ac]-、-[Ad]-、-[Ae]-、-[Af]-、-[AZ]-或-[AZ1]-——和/或基团Q或Q+或Q-——或具有R10-R213的基团也可以具有全氟代的氧化烯基团,特别是全氟代的氧化乙烯基团和/或全氟代的氧化丙烯基团,例如全氟代的低聚氧化烯基团,例如全氟代的低聚氧化乙烯基团和/或全氟代的低聚氧化丙烯基团和/或是全氟代的。

在一个具体的实施方案中, 所述聚合物电解质包含或是(至少一种)共聚物(P),例如嵌段共聚物,例如多嵌段共聚物,和/或交替共聚物和/或无规共聚物,特别是嵌段共聚物,例如下列化学通式的梳形共聚物:

例如,该聚合物电解质可以基于或是该化学通式的共聚物,例如嵌段共聚物,例如多嵌段共聚物,和/或交替共聚物和/或无规共聚物。例如,该共聚物可以是嵌段共聚物或交替共聚物或无规共聚物,例如嵌段共聚物或交替共聚物。特别地,该化学通式的共聚物可以是嵌段共聚物。通过这种共聚物,例如嵌段共聚物,例如梳形共聚物,可以有利地实现相对高的锂离子传导能力。

在此例如,该聚合物电解质可以包含,例如基于,例如是共聚物,例如嵌段共聚物,例如多嵌段共聚物,和/或交替共聚物和/或无规共聚物,特别是嵌段共聚物,例如下列化学通式的梳形共聚物:

在一个具体的实施方案中,该聚合物电解质包含或是(至少一种)共聚物(P),例如嵌段共聚物,例如多嵌段共聚物,和/或交替共聚物和/或无规共聚物,特别是嵌段共聚物,例如下列化学通式的梳形共聚物:

例如,该聚合物电解质可以基于或是该化学通式的共聚物,例如嵌段共聚物,例如多嵌段共聚物,和/或交替共聚物和/或无规共聚物。例如,该共聚物可以是嵌段共聚物或交替共聚物或无规共聚物,例如嵌段共聚物或交替共聚物。特别地,该化学通式的共聚物可以是嵌段共聚物。通过这种共聚物,例如嵌段共聚物,例如梳形共聚物,可以有利地实现相对高的锂离子传导能力。

在此例如,该聚合物电解质可以包含,例如基于,例如是共聚物,例如嵌段共聚物,例如多嵌段共聚物,和/或交替共聚物和/或无规共聚物,特别是嵌段共聚物,例如下列化学通式的梳形共聚物:

在另一个实施方案中,该聚合物电解质(还)包含至少一种(单或多重)氟代的,例如全氟代的,和/或磺酸锂取代的聚合物。例如,该至少一种氟代的和/或磺酸锂取代的聚合物可以是全氟聚醚和/或磺酸锂取代的,特别是氟代的,例如全氟代的聚烯烃,例如四氟乙烯聚合物,和/或磺酸锂取代的,特别是氟代的,例如全氟代的聚醚,例如含锂离子的,例如锂离子交换的全氟磺酸,和/或磺酸锂取代的,特别是氟代的,例如全氟代的聚亚苯基。这样,可以任选地进一步提高锂传导能力。磺酸锂取代的和/或氟代的聚合物,如全氟磺酸锂和/或磺酸锂取代的聚亚苯基和/或氟代的,特别是全氟代的聚醚(全氟聚醚)可以有利地用在例如具有硫-碳-复合材料,例如SPAN作为阴极活性材料的锂-硫-电池中,特别是因为这样可以实现减小的多硫化物溶解度。氟代的,特别是全氟代的聚醚(全氟聚醚)在此可以特别有利地与至少一种锂-导电盐组合着用在例如具有硫-碳-复合材料,例如SPAN作为阴极活性材料的锂-硫-电池中。全氟磺酸锂可以例如具有未取代的四氟乙烯单元和磺酸锂取代的四氟乙烯单元的重复单元组合,其例如具有低聚氧化烯-间隔单元,并例如基于下列化学通式:

,其中n表示未取代的四氟乙烯单元的重复数目且n*表示该重复单元组合的重复数目。

磺酸锂取代的,例如氟代的,例如全氟代的聚合物的另一实例是具有磺酸锂取代的亚苯基单元和任选的未取代的亚苯基单元的磺酸锂取代的聚亚苯基,其例如基于下列化学通式:

,特别是其中n表示未取代的亚苯基单元的重复数目,例如0 ≤ n ≤ 3。

在另一个实施方案中,所述聚合物电解质包含聚合物混合物,特别是聚合物共混物,其由至少一种第一聚合物和至少一种第二聚合物制成。在此,该至少一种第一聚合物可以包含或是(至少一种)本发明的聚合物,例如均聚物和/或共聚物,例如嵌段共聚物,例如多嵌段共聚物,和/或交替共聚物和/或无规共聚物,特别是嵌段共聚物,例如梳形共聚物,其特别是包含至少一种如下化学通式的重复单元:

。A、X、x和Q在此可以如上所阐述那样配置。在此例如,该聚合物混合物共聚物可以包含如上阐述的具体重复单元的至少一种。特别地,该至少一种第一重复单元可以包含或是如上所阐述的具体的重复单元之一。

所述至少一种第二聚合物在此可以例如是(至少一种)任意聚合物。例如,该至少一种第二聚合物可以包含或是聚氧化烯(聚醚),特别是全氟聚醚,和/或聚碳酸酯和/或聚硅氧烷和/或聚磷腈和/或聚甲基丙烯酸甲酯和/或聚甲基丙烯酸酯和/或聚亚苯基和/或聚亚苯氧基和/或聚亚苄基和/或聚烯烃和/或聚苯乙烯。例如,该至少一种第二聚合物可以包含或是聚氧化烯和/或聚硅氧烷和/或聚磷腈和/或聚甲基丙烯酸甲酯和/或聚甲基丙烯酸酯和/或聚烯烃和/或聚亚苯基,特别是聚氧化烯和/或聚烯烃和/或聚亚苯基。

例如,该至少一种第二聚合物可以不具有基团Q并例如特别是简单的聚氧化烯(聚醚),特别是全氟聚醚,和/或聚碳酸酯和/或聚硅氧烷和/或聚磷腈和/或聚甲基丙烯酸甲酯和/或聚甲基丙烯酸酯和/或聚亚苯基和/或聚亚苯氧基和/或聚亚苄基单元和/或聚烯烃,例如聚氧化烯(聚醚)和/或聚亚苯基,例如对-聚亚苯基,和/或聚苯乙烯或其它的聚合物。

全氟聚醚,任选地与至少一种锂-导电盐组合着,可以特别是在特别是具有SPAN作为阴极材料的锂-硫-电池中有利地用作聚合物电解质。可能导致较高的玻璃化转变温度的(聚)亚苯基单元和/或(聚)苯乙烯单元可以就机械性能而言,特别是作为用于SPAN的能够传导锂离子的基质是有利的。

但是在一个具体的实施方案中,所述至少一种第二聚合物包含或是 (至少一种)本发明的聚合物,特别是均聚物和/或共聚物,其具有至少一种与所述至少一种第一聚合物的至少一种重复单元不同的重复单元,该重复单元特别是具有化学通式:

,和/或至少一种氟代的和/或磺酸锂取代的聚合物,特别是全氟聚醚和/或磺酸锂取代的,特别是氟代的聚烯烃和/或磺酸锂取代的,特别是氟代的聚醚和/或磺酸锂取代的,特别是氟代的聚亚苯基,例如含锂离子的,例如锂离子交换的全氟磺酸。A、X、x和Q在此可以如上所阐述那样配置。这样,可以任选地进一步提高锂传导能力。

在另一个实施方案中,所述至少一种聚合物电解质包含或是至少一种聚合物,特别是聚合物电解质,其具有至少一种如下化学通式的重复单元:

其中-[A]-表示形成聚合物主链的单元,

其中X表示间隔单元,其中x表示间隔单元X的数目且是1或0,且其中Q表示带负电的基团Q-和抗衡离子Z+,或其中Q表示带正电的基团Q+和抗衡离子Z-。这被证明特别有利,因为由此可以提高离子解离并降低多硫化物溶解度。

在这一实施方案的一个实施中,所述至少一种聚合物电解质包含或是:

- (至少一种)共聚物,例如嵌段共聚物,例如多嵌段共聚物,和/或交替共聚物和/或无规共聚物,特别是嵌段共聚物,例如梳形共聚物,其具有至少一种第一重复单元和至少一种与该至少一种第一重复单元不同的第二重复单元,其中该至少一种第一重复单元具有下列化学通式:

,和/或

- 聚合物混合物,特别是聚合物共混物,其由至少一种第一聚合物和至少一种第二聚合物制成,其中该至少一种第一聚合物具有至少一种如下化学通式的重复单元:

A、X、x和Q在此可以如上所阐述那样配置。在此例如,该(共)聚合物或聚合物混合物可以包含至少一种如上所阐述的具体的重复单元。

特别有利地,可以制备具有带正电的基团Q+和抗衡离子Z-和/或具有带负电的基团Q-和抗衡离子Z+与不带电的能够传导离子的或传导离子的基团,例如氧化烯基团和/或环状和/或非环状的碳酸酯基团和/或环状和/或非环状的羧酸酯基团,例如内酯基团和/或环状和/或非环状的氨基甲酸酯基团,特别是氧化烯基团,如低聚氧化烯基团和/或聚醚的组合的重复单元,因为可以通过带正电或带负电的基团Q+或Q-提高离子解离,并通过不带电的基团Q提高离子迁移率,这在总体上可以导致离子传导能力,特别是锂离子传导能力的明显提高。

因此,所述至少一种第二重复单元和/或至少一种第二聚合物可以特别地具有氧化烯和/或环状碳酸酯基团和/或内酯基团和/或环状氨基甲酸酯基团和/或非环状碳酸酯基团和/或非环状羧酸酯基团和/或非环状氨基甲酸酯基团。

在这一实施方案的一个实施中,

- 所述至少一种第二重复单元是氧化烯单元和/或带有氧化烯-官能(氧化烯基团)的重复单元,和/或

- 所述至少一种第二聚合物是聚氧化烯 (聚醚)和/或具有带有氧化烯-官能(氧化烯基团)的重复单元。

带正电或带负电的基团Q+、Q-和氧化烯,例如氧化烯单元和/或氧化烯-官能和/或聚氧化烯的组合被证明特别有利,因为可以通过带正点或带负电的基团Q+或Q-提高离子解离并通过氧化烯提高离子迁移率,这在总体上可以导致离子传导能力,特别是锂离子传导能力的明显提高。

特别地,该共聚物可以是嵌段共聚物,例如多嵌段共聚物。在此,特别是可以如下选择该嵌段的长度,以使得导电盐,特别是锂-导电盐以解离形式存在,且同时离子,特别是锂离子在氧化烯,例如聚醚中存在足够的移动性。

所述至少一种第二重复单元可以特别是氧化烯单元和/或带有氧化烯-官能,例如低聚氧化烯-官能(其例如具有1或2至15,例如2至6个重复单元)的重复单元。例如,该至少一种第二重复单元可以是氧化乙烯单元和/或氧化丙烯单元和/或带有氧化乙烯-官能和/或氧化丙烯-官能,例如低聚氧化乙烯-官能和/或低聚氧化丙烯-官能(其例如具有1或2至15,例如2至6个重复单元)的重复单元。特别地,该至少一种第二重复单元可以是氧化乙烯单元和/或带有氧化乙烯-官能,例如低聚氧化乙烯-官能,例如(低聚)氧化乙烯基团(其具有1或2至15,例如2至6个重复单元)的重复单元。

所述至少一种第二聚合物可以特别是聚氧化烯 (聚醚)和/或具有带有氧化烯-官能,例如低聚氧化烯-官能(其例如具有1或2至15个,例如2至6个重复单元)的重复单元。例如,该至少一种第二聚合物可以是聚氧化乙烯 (PEO)和/或聚氧化丙烯和/或具有带有氧化乙烯-官能和/或氧化丙烯-官能,例如低聚氧化乙烯-官能和/或低聚氧化丙烯-官能(其例如具有1或2至15个,例如2至6个重复单元)的重复单元。特别地,该至少一种第二聚合物可以是聚氧化乙烯(PEO)和/或具有带有氧化乙烯-官能,例如低聚氧化乙烯-官能,例如(低聚)氧化乙烯基团(其具有1或2至15个,例如2至6个重复单元)的重复单元。

任选地,该至少一种第二重复单元和/或至少一种第二聚合物可以是氟代的和/或被磺酸锂取代的。例如,该至少一种第二重复单元和/或至少一种第二聚合物可以包含或是全氟聚醚和/或磺酸锂取代的,特别是氟代的聚烯烃和/或磺酸锂取代的,特别是氟代的聚醚和/或磺酸锂取代的,任选氟代的聚亚苯基。

在这一实施方案的一个具体的实施中,

- 所述至少一种第二重复单元是部分或完全氟代的,特别是全氟代的氧化烯单元和/或带有部分或完全氟代的,特别是全氟代的氧化烯-官能,例如低聚氧化烯-官能的重复单元,和/或

- 所述至少一种第二聚合物是部分或完全氟代的,特别是全氟代的聚氧化烯(全氟聚醚)和/或具有带有部分或完全氟代的,特别是全氟代的氧化烯-官能,例如低聚氧化烯-官能的重复单元。

通过氟代,可以有利地减小多硫化物溶解度。

所述至少一种第二重复单元可以特别是部分或完全氟代的,特别是全氟代的氧化烯单元和/或带有部分或完全氟代的,特别是全氟代的氧化烯-官能,例如低聚氧化烯-官能(其例如具有1或2至15个,例如2至6个重复单元)的重复单元。例如,该至少一种第二重复单元可以是部分或完全氟代的,特别是全氟代的氧化乙烯单元和/或氧化丙烯单元和/或带有部分或完全氟代的,特别是全氟代的氧化乙烯-官能和/或氧化丙烯-官能的重复单元。特别地,该至少一种第二重复单元可以是部分或完全氟代的,特别是全氟代的氧化乙烯单元和/或带有部分或完全氟代的,特别是全氟代的氧化乙烯-官能,例如低聚氧化乙烯-官能的重复单元。

所述至少一种第二聚合物可以特别地是部分或完全氟代的,特别是全氟代的聚氧化烯(聚醚)和/或具有带有部分或完全氟代的,特别是全氟代的氧化烯-官能,例如低聚氧化烯-官能(其例如具有1或2至15个,例如2至6个重复单元)的重复单元。例如,该至少一种第二聚合物可以是部分或完全氟代的,特别是全氟代的聚氧化乙烯和/或氧化丙烯,和/或具有带有部分或完全氟代的,特别是全氟代的氧化乙烯-官能和/或氧化丙烯-官能的重复单元。特别地,该至少一种第二聚合物可以是部分或完全氟代的,特别是全氟代的聚氧化乙烯和/或具有带有部分或完全氟代的,特别是全氟代的氧化乙烯-官能,例如低聚氧化乙烯-官能的重复单元。

在这一实施方案的一个具体的实施中,所述至少一种聚合物电解质包含或是至少一种如下化学通式的重复单元:

和/或和/或

和/或和/或

和/或和/或

和/或,

特别是其中所述至少一种第一重复单元,例如下列重复单元:

,和/或所述至少一种第一聚合物具有至少一种如上化学通式的重复单元。所述至少一种第二重复单元,例如下列重复单元:

可以在此例如包含或表示(至少一种)如下化学通式的重复单元:

和/或和/或

和/或,例如

,和/或和/或

和/或和/或

和/或。特别地,该至少一种第二重复单元,例如下列重复单元:

可以在此例如包含或表示(至少一种)如下化学通式的重复单元:

和/或。例如,该共聚物可以是聚[(4-苯乙烯磺酰基)(三氟甲磺酰基)亚氨基阴离子]。

任选地,该共聚物 (P)还可以包含至少一种第三重复单元和/或该聚合物混合物还可以包含至少一种特别是与第一聚合物和第二聚合物不同的第三聚合物。

在另一个实施方案中,所述聚合物电解质还包含至少一种导电盐,特别是锂-导电盐。这样,可以任选地进一步提高离子传导能力,特别是锂离子传导能力。根据嵌段共聚物,尽管高的转移数,少量混入导电盐,特别是锂-导电盐可能是有利的,以降低嵌段共聚物的玻璃化温度并因此提高锂离子在该体系中的总体迁移率,但是这可能以转移数的减小为代价。理想地,在这种情况下,可以使用其阴离子很好地与基团Q相互作用的导电盐,特别是锂-导电盐。例如,可以在磺酰亚氨基阴离子基团的情况下使用双(三氟甲烷磺酰基)亚氨基化锂(LiTFSI)。该导电盐可以例如是锂导电盐或钠导电盐,特别是锂导电盐。作为锂盐,可以使用常见的锂-导电盐。例如,所述至少一种锂-导电盐可以包含或是六氟磷酸锂(LiPF6)和/或双(三氟甲烷磺酰基)亚氨基化锂(LiTFSI)和/或双草酸根合硼酸锂(LiBOB)和/或三氟甲磺酸锂(LiTriflate)和/或高氯酸锂(LiClO4)和/或二氟草酸根合硼酸锂(LiDFOB)和/或四氟硼酸锂(LiBF4)和/或溴化锂(LiBr)和/或碘化锂(LiI)和/或氯化锂(LiCl)。在此,阴离子Z-和该至少一种锂-导电盐的阴离子可以不同或相同。

在这一实施方案的一个实施中,该至少一种导电盐,特别是锂-导电盐的阴离子和Z-或Q-可以选自相同的阴离子种类,例如磺酰亚氨基阴离子,例如三氟甲烷磺酰亚氨基阴离子和/或五氟乙烷磺酰亚氨基阴离子和/或氟磺酰亚氨基阴离子,特别是三氟甲烷磺酰亚氨基阴离子。这样,可以有利地避免不希望的副反应,并特别地还实现类似地,例如相同强度地配位该至少一种导电盐的阴离子和Z-或Q- 碱金属离子,特别是锂离子,这可以有利地作用于离子迁移率。

在这一实施方案的一个具体的实施中,该至少一种导电盐,特别是锂-导电盐具有所述聚合物或聚合物电解质的,特别是带正电的基团Q+或带负电的基团Q-的抗衡离子Z-或Z+。例如,该阴离子Z-可以与该至少一种导电盐,特别是锂-导电盐的阴离子相同。

锂盐浓度可以特别地取决于所述聚合物或聚合物电解质中的氧原子数目。特别地,该至少一种锂-导电盐的锂离子与该聚合物电解质或聚合物的氧原子的化学计量比可以为1:2至1:100,特别是1:5或1:10至1:25,例如1:10至1:15。这可以有利地是就有效、迁移的电荷载体和根据玻璃化温度的迁移率而言的最佳范围。该至少一种锂-导电盐的锂离子与该聚合物电解质或聚合物的重复单元的化学计量比可以例如为2:1至1:100。

在另一个实施方案中,所述颗粒是用能够传导离子的或传导离子的,特别是能够传导锂离子的或传导锂离子的例如具有下列化学通式的聚合物或聚合物电解质:

和/或用聚乙二醇和/或聚氧化乙烯涂覆的。这样,可以有利地特别有效地防止多硫化物扩散出去。A、X、x和Q可以在此如上所阐述那样配置。该图层可以在此例如包含如上所述的聚合物或聚合物电解质或由其形成。在此例如,该涂层的聚合物可以包含如上所阐述的具体重复单元的至少一种。

此外,可以通过混入离子液体提高传导能力。

在另一个实施方案中,所述至少一种聚合物电解质或阴极材料因此还包含至少一种离子液体。这样,可以有利地提高在体系中的迁移率或降低玻璃化温度并因此提高离子传导能力,特别是锂离子传导能力。特别地,该离子液体可以包含至少一种选自吡啶鎓阳离子和/或,特别是季的铵阳离子和/或咪唑鎓阳离子和/或哌啶鎓阳离子和/或吡咯烷鎓阳离子和/或,特别是季的鏻阳离子和/或胍鎓阳离子和/或吗啉鎓阳离子和/或脲鎓阳离子和/或硫脲鎓阳离子的阳离子和/或至少一种选自三氟甲磺酸根(Triflat)和/或四氟硼酸根和/或双草酸根合硼酸根和/或六氟磷酸根和/或双(三氟甲烷磺酰基)亚氨基阴离子和/或双(全氟乙烷磺酰)亚氨基阴离子和/或双(氟甲烷磺酰)亚氨基阴离子和/或二氟草酸根合硼酸根和/或高氯酸根和/或溴离子和/或碘离子和/或氯离子的阴离子。在此,阴离子Z-和该至少一种锂-导电盐和/或离子液体的阴离子可以不同或相同。但是特别地,阴离子Z-与该至少一种锂-导电盐和/或离子液体的阴离子可以相同。这样,可以有利地避免不希望的副反应和/或锂盐的结晶析出。

此外,可以通过混入用于液体电解质中的非含水的溶剂和/或组分,例如基于碳酸酯和/或醚的物质或溶剂来提高传导能力。

任选地,所述至少一种聚合物电解质或阴极材料还可以包含至少一种基于碳酸酯和/或基于醚的添加剂,例如至少一种基于碳酸酯和/或基于醚的溶剂。

在一个具体的实施方案中, 所述聚合物电解质包含至少一种如下化学通式的重复单元:

其中-[A]-表示形成聚合物主链的单元,

其中X表示间隔单元,其中x表示间隔单元X的数目且是1或0,且

其中Q表示带正电的基团Q+和抗衡离子Z-,特别是其中Q+表示基于离子液体的阳离子的基团,例如其中Q+表示吡啶鎓基团或铵基团或咪唑鎓基团或哌啶鎓基团或吡咯烷鎓基团或鏻基团或胍鎓基团或吗啉鎓基团或脲鎓基团或硫脲鎓基团和/或其中Z-表示阴离子,特别是锂-导电盐阴离子,或

其中Q表示带负电的基团Q-和抗衡离子Z+,特别是其中Q-表示基于锂-导电盐阴离子和/或离子液体的阴离子的基团或磺酸根基团,例如其中Q-表示磺酰亚氨基阴离子基团和/或磺酸根基团,和/或Z+表示碱金属离子,例如锂离子和/或钠离子,特别是锂离子,或

其中Q表示环状碳酸酯基团或内酯基团或环状氨基甲酸酯基团或非环状碳酸酯基团或非环状羧酸酯基团或非环状氨基甲酸酯基团或氧化烯基团,特别是其中Q表示环状碳酸酯基团或内酯基团或环状氨基甲酸酯基团或非环状碳酸酯基团或非环状羧酸酯基团或非环状氨基甲酸酯基团,且

其中形成聚合物主链的单元-[A]-包含至少一种多官能化的硅氧烷单元和/或多官能化的磷腈单元和/或多官能化的亚苯基单元,例如多官能化的硅氧烷单元。

在此特别地,形成聚合物主链的单元-[A] -可以表示或包含下列化学通式的多官能化的形成聚合物主链的单元:

和/或和/或和/或

和/或和/或

和/或和/或

其中xq各自表示键合位点,在其上基团Q,特别是Q+或Q-或Q各自经间隔单元Xx键合在形成聚合物主链的单元-[A]-上,特别是其中R’表示氢或烷基。

在此,该形成聚合物主链的单元-[A]-和/或间隔单元X和/或基团Q,例如Q+或Q-或Q,和/或阴离子Z-和/或阳离子Z+可以如上所阐述那样配置。在此例如,该至少一种重复单元可以包含或是(至少一种)如上所阐述的具体重复单元。

在另一个具体的实施方案中,该聚合物电解质包含至少一种共聚物(P),特别是嵌段共聚物,例如多嵌段共聚物,其具有至少一种第一重复单元和至少一种与该至少一种第一重复单元不同的第二重复单元,其中该至少一种第一重复单元具有下列化学通式:

其中-[A]-表示形成聚合物主链的单元,

其中X表示间隔单元,其中x表示间隔单元X的数目且是1或0,且

其中Q表示带正电的基团Q+和抗衡离子Z-,特别是其中Q+表示基于离子液体的阳离子的基团,例如其中Q+表示吡啶鎓基团或铵基团或咪唑鎓基团或哌啶鎓基团或吡咯烷鎓基团或鏻基团或胍鎓基团或吗啉鎓基团或脲鎓基团或硫脲鎓基团和/或其中Z-表示阴离子,特别是锂-导电盐阴离子,特别是其中该间隔单元X包含至少一个另外的带正电的基团Q+,特别是基于离子液体的阳离子的,特别是至少一个铵基团和/或至少一个吡啶鎓基团和/或至少一个咪唑鎓基团和/或至少一个哌啶鎓基团和/或至少一个吡咯烷鎓基团和/或至少一个鏻基团和/或至少一个胍鎓基团和/或至少一个吗啉鎓基团和/或至少一个脲鎓基团和/或至少一个硫脲鎓基团,特别是至少一个铵基团和/或至少一个吡啶鎓基团和/或至少一个咪唑鎓基团,例如至少一个铵基团和/或至少一个吡啶鎓基团,或

其中Q表示带负电的基团Q-和抗衡离子Z+,例如碱金属离子,特别是锂离子,特别是其中Q-表示基于锂-导电盐阴离子和/或离子液体的阴离子的基团或磺酸根基团,例如其中Q-表示磺酰亚氨基阴离子基团和/或磺酸根基团,和/或Z+表示碱金属离子,例如锂离子和/或钠离子,特别是锂离子,其中该间隔单元X包含至少一个另外的带负电的基团Q-,特别是基于锂-导电盐阴离子和/或离子液体的阴离子的,和/或磺酸根基团,特别是至少一个磺酰亚氨基阴离子基团和/或至少一个磺酸根基团。

在此,该至少一种第二重复单元可以具有下列化学通式:

其中-[A]-表示形成聚合物主链的单元,

其中X表示间隔单元,其中x表示间隔单元X的数目且是1或0,

但是其中Q表示不带电的基团Q,例如表示氧化烯基团或环状碳酸酯基团或内酯基团或环状氨基甲酸酯基团或非环状碳酸酯基团或非环状羧酸酯基团或非环状氨基甲酸酯基团,特别是表示氧化烯基团。

在此,该形成聚合物主链的单元-[A]-和/或间隔单元X和/或基团Q,例如Q+或Q-或Q,和/或阴离子Z-和/或阳离子Z+可以如上所阐述那样配置。在此例如,该至少一种第一和/或第二重复单元可以包含或是(至少一种)如上所阐述的具体重复单元。

在另一个实施方案中,所述至少一种用作阴极材料粘合剂的聚合物电解质具有至少一种如下化学通式的重复单元:

。在此,该形成聚合物主链的单元-[A]-和/或间隔单元X和/或基团Q,例如Q+或Q-或Q,和/或阴离子Z-和/或阳离子Z+可以如上所阐述那样配置。在此,该至少一种用作阴极材料粘合剂的聚合物电解质可以与如上所阐述的至少一种聚合物电解质相同或不同。

所述阴极材料可以例如包含≥ 50重量%至≤ 90重量%,例如≥ 50重量%至≤ 80重量%,特别是≥ 60重量%至≤ 70重量%的阴极活性材料和≥ 5重量%至≤ 30重量%,例如≥ 20重量%至≤ 30重量%的固体电解质,其特别是由所述至少一种无机离子导体和至少一种聚合物电解质或聚合物制成,基于该阴极材料的总重量计。任选地,该阴极材料还可以包含≥ 5重量%至≤ 10重量%的添加物和/或添加剂,例如具有传导能力的添加物和/或添加剂,基于该阴极材料的总重量计。例如,该固体电解质可以包含≥ 50重量%至≤ 90重量%,特别是≥ 70重量%至≤ 90重量%的至少一种硫化离子导体和≥ 10重量%至≤ 50重量%,特别是≥ 10重量%至≤ 30重量%的至少一种特别是能够传导离子的或传导离子的聚合物。

例如,该阴极材料可以包含至少一种具有传导能力的添加物和/或添加剂,其特别是用于提高阴极中的导电能力。

在另一个实施方案中,该阴极材料包含至少一种特别是电的传导添加物或传导添加剂。例如,该阴极活性材料可以包含至少一种碳变体,例如导电碳,如炭黑、碳纤维、石墨等。

替代或额外地,该阴极材料可以包含至少一种导电盐,特别是锂-导电盐。任选地,该阴极材料还可以包含至少一种离子液体。

该阴极材料可以特别地为本发明的电池设计。

就本发明的阴极材料的另外的技术特征和优点而言,由此明确参阅在本发明的电池和本发明的电池组的上下文中的阐述以及附图和附图说明。

本发明的另一主题是电化学电池,例如碱金属-电池,例如锂-电池和/或钠-电池,特别是锂-电池,特别是碱金属-硫-电池,例如锂-硫-电池和/或钠-硫-电池,特别是锂-硫-电池,它们包含本发明的阴极材料。

所述电池特别地包含阴极和阳极。在此,该阴极特别地包含本发明的阴极材料。

该阳极可例如包含锂和/或钠。特别地,该阳极包含锂。特别地,该阳极可以是金属阳极并例如包含金属锂或锂合金。特别是在阳极和阴极之间,该电池可以具有隔膜和/或保护层,例如阳极保护层和/或阴极保护层。

在该电池的一个实施方案中,该电池,特别是在阳极和阴极之间,包含隔膜和/或保护层,例如阳极保护层和/或阴极保护层。

在这一实施方案的一个实施中,该隔膜和/或保护层,例如阳极保护层和/或阴极保护层包含嵌段共聚物。该嵌段共聚物在此可以例如是二嵌段共聚物或三嵌段共聚物。特别地,该隔膜和/或保护层,例如阳极保护层在此可以由嵌段共聚物,特别是由二嵌段共聚物或三嵌段共聚物形成。在此,该嵌段共聚物可以特别地含有能够传导离子的相和机械稳定相,它们相互化学结合并通过自组装形成双连续网络。本发明的阴极材料,例如基于具有例如共价和/或离子,特别是离子地键合在该复合材料的聚合物上的硫的硫-聚合物-复合材料的,例如基于硫-聚丙烯腈-复合材料,例如SPAN的,可以与这种嵌段共聚物特别有利地使用,因为可以免除使用低分子量的醚化合物或醚溶剂——其例如否则可能使嵌段共聚物溶胀并将其转化为聚合物凝胶——并以此防止所述隔膜和/或保护层,例如阳极保护层的嵌段共聚物的溶胀并确保它们的功能性。

在这一实施方案的一个具体的实施中,所述隔膜和/或保护层,例如阳极保护层和/或阴极保护层包含至少一种聚苯乙烯-聚氧化烯-嵌段共聚物,特别是聚苯乙烯-聚氧化乙烯-嵌段共聚物,例如聚(苯乙烯-嵌段-氧化乙烯),其特别是具有≥ 5000道尔顿的嵌段摩尔质量,例如具有≥ 150000道尔顿的总摩尔质量,特别是具有≥ 350000道尔顿的总摩尔质量。在此特别地,该隔膜和/或保护层可以由聚苯乙烯-聚氧化烯-嵌段共聚物,特别是聚苯乙烯-聚氧化乙烯-嵌段共聚物,例如聚(苯乙烯-嵌段-氧化乙烯)形成,其特别是具有≥ 5000道尔顿的嵌段摩尔质量,例如具有≥ 150000道尔顿的总摩尔质量,特别是具有≥ 350000道尔顿的总摩尔质量。但是,该隔膜和/或保护层,例如阳极保护层和/或阴极保护层也可以包含嵌段共聚物,例如三嵌段共聚物或由其形成,其包含至少一种聚苯乙烯组分和至少一种聚氧化乙烯组分和至少一种另外的聚合物组分,例如聚异戊二烯组分。聚苯乙烯-聚氧化乙烯-嵌段共聚物可以有利地在电化学电池,特别是锂-硫-电池的操作温度下具有> 10-5 S/cm的离子传导能力。

在这一实施方案的另一个替代或额外的具体的实施中,该隔膜和/或保护层,例如阳极保护层和/或阴极保护层包含至少一种聚丙烯酸酯-聚氧化烯-嵌段共聚物,特别是聚丙烯酸酯-聚氧化乙烯-嵌段共聚物,例如聚(丙烯酸酯-氧化乙烯),其特别是具有≥ 5000道尔顿的嵌段摩尔质量,例如具有≥ 150000道尔顿的总摩尔质量,特别是具有≥ 350000道尔顿的总摩尔质量。在此特别地,该隔膜和/或保护层可以由聚丙烯酸酯-聚氧化烯-嵌段共聚物,特别是聚丙烯酸酯-聚氧化乙烯-嵌段共聚物,例如聚(丙烯酸酯-氧化乙烯)形成,其特别是具有≥ 5000道尔顿的嵌段摩尔质量,例如具有≥ 150000道尔顿的总摩尔质量,特别是具有≥ 350000道尔顿的总摩尔质量。但是,该隔膜和/或保护层,例如阳极保护层和/或阴极保护层也可以包含嵌段共聚物,例如三嵌段共聚物或由其形成,其包含至少一种聚丙烯酸酯组分和至少一种聚氧化乙烯组分和至少一种另外的聚合物组分,例如聚异戊二烯组分。聚丙烯酸酯-聚氧化乙烯-嵌段共聚物同样可以有利地在电化学电池,特别是锂-硫-电池的操作温度下具有高的离子传导能力。

在这一实施方案的另一个替代或额外的具体的实施中,该隔膜和/或保护层,例如阳极保护层和/或阴极保护层包含至少一种例如以嵌段共聚物的形式的聚合物,其具有至少一种如下化学通式的重复单元:

其中-[A]-表示形成聚合物主链的单元,其中X表示间隔单元,其中x表示间隔单元X的数目且为1或0,且其中Q表示带正电的基团Q+和抗衡离子Z-,或其中Q表示带负电的基团Q-和抗衡离子Z+,或其中Q表示不带电的基团Q,特别是表示环状碳酸酯基团或内酯基团或环状氨基甲酸酯基团或非环状碳酸酯基团或非环状羧酸酯基团或非环状氨基甲酸酯基团或氧化烯基团。

在此,该形成聚合物主链的单元-[A]-和/或间隔单元X和/或基团Q,例如Q+或Q-或Q,和/或阴离子Z-和/或阳离子Z+可以如上所阐述那样配置。在此例如,该至少一种重复单元可以包含或是(至少一种)如上所阐述的具体重复单元。

例如,该阴极可以具有阴极集流体。该阴极集流体可以例如由铝或碳形成。任选地,该阴极集流体可以配备有改进粘附性和/或电接触和/或化学稳定性和/或腐蚀稳定性的涂层。该涂层可以例如是聚合物层,特别是碳变体-聚合物层,其任选具有一种或多种添加剂,如增粘剂、腐蚀防护添加剂等。例如,该涂层可以包含本发明的固体电解质和/或是本发明的保护层,特别是阴极保护层和/或阳极保护层。

该阴极可以例如如下制备:将阴极成分例如在溶解器中与至少一种溶剂混合产生浆料并用其涂覆基材,例如薄膜,例如铝箔,特别是经碳变体涂覆的薄膜,例如铝箔。在此,该涂覆可以通过刮涂进行。此后,可以将该涂层干燥和/或压延。这可以特别地进行以使孔隙率最小化。

替代地,该阴极可以通过干燥涂覆,即无溶剂的涂覆来制备。

就本发明的电池的另外的技术特征和优点而言,由此明确参阅在本发明的阴极材料和本发明的电池组的上下文中的阐述以及附图和附图说明。

此外,本发明涉及碱金属-电池组,例如锂-电池组和/或钠-电池组,例如锂-电池组,特别是碱金属-硫-电池组,例如锂-硫-电池组和/或钠-硫-电池组,特别是锂-硫-电池组,其包含一个或多个本发明的电池。

就本发明的电池组的另外的技术特征和优点而言,由此明确参阅在本发明的阴极材料和本发明的电池的上下文中的阐述以及附图和附图说明。

附图

本发明的主题的另外的优点和有利的实施方案通过附图说明并阐述在下面的说明书中。在此应注意,附图仅具有描述性特性,并不旨在以任何形式限制本发明。

图1a、1b展示了用于说明本发明阴极材料的实施方案中的传导锂离子的通道和/或平面的示意性横截面;

图1c展示了图1a的透视图;

图2展示了通过本发明电池的一个实施方案的示意性横截面,且

图3展示了通过本发明电池的另一个实施方案的示意性横截面。

在图1a至1c中所示的实施方案中,所述至少一种阴极活性材料ES构成为具有共价键合的硫S的聚合物E的形式。在此,所述至少一种聚合物电解质AQLi具有形成聚合物主链的单元A和共价键合在其上的带负电的基团Q- 和作为抗衡离子的锂离子Li+

图1a至1c说明,在电池放电时,在特别是共价地键合在聚合物E上的硫S上,离子地键合锂离子Li+

图1a至1c说明,所述具有共价键合的硫的聚合物E 和所述至少一种聚合物电解质AQLi在分子水平上形成能够传导锂离子的或传导锂离子的通道100和/或平面1000。在此,该能够传导锂离子的或传导锂离子的通道100和/或平面1000特别地通过具有特别是共价地键合的硫的聚合物 E的极性区域SLi 和该至少一种聚合物电解质 AQLi的极性区域QLi形成。这些通道100和/或平面1000可以例如连续地穿过图3中所示的颗粒11并特别是延伸直至该颗粒11的外表面。

图1a至1c说明,该能够传导锂离子的或传导锂离子的通道100和/或平面1000在此吸收特别是共价地键合在聚合物E上的硫和任选由此在电池放电时形成的多硫化物(未示出)以及所述至少一种聚合物电解质 AQLi的锂离子Li+和带负电的基团Q-

图1a至1c说明,所示能够传导锂离子的或传导锂离子的通道100和/或平面1000在具有共价键合的硫S的聚合物E与该至少一种聚合物电解质 AQLi之间以及在具有共价键合的硫S的聚合物 E的聚合物区段之间延伸。在此特别地,通道100和/或平面1000在具有共价键合的硫S的聚合物 E的重复单元和该至少一种聚合物电解质 AQLi的重复单元之间以及在具有共价键合的硫的聚合物 E的不同聚合物区段的重复单元之间延伸。在此,该能够传导锂离子的或传导锂离子的通道100和/或平面1000特别地在具有共价键合的硫S的聚合物 E和该至少一种聚合物电解质 AQLi 之间的相界面处的区中和在具有共价键合的硫S的聚合物 E的聚合物区段之间的区中形成。

图1a至1c此外说明, 具有共价键合的硫S的聚合物 E的聚合物主链E 和该至少一种聚合物电解质 AQLi的聚合物主链A 形成结构的平面。

图1a至1c展示,具有共价键合的硫S的聚合物E和该至少一种聚合物电解质AQLi形成层状布置。在此,特别是通过具有共价键合的硫S的聚合物E的极性区域SLi 和该至少一种聚合物电解质 AQLi的极性区域QLi形成能够传导锂离子的或传导锂离子的层状域100、1000,其中具有共价键合的硫S的聚合物 E的聚合物主链E和该至少一种聚合物电解质 AQLi的聚合物主链A形成结构的层状域。在此,该能够传导锂离子的或传导锂离子的层状域100、1000特别地在结构的层状域EA之间形成,以使通道100和/或平面1000 在相邻的层状的结构域AE之间延伸。

图1a至1c还说明,在此具有共价键合的硫S的聚合物E和该至少一种聚合物电解质AQLi在分子水平上,特别是在层状域内混合。在此,该具有共价键合的硫S的聚合物E与该至少一种聚合物电解质AQLi可以特别地形成双连续网络。

图1a说明,在一个实施方案中,两个同类相邻的结构的层状域EA的极性区域SLi、QLi相互面对,并——特别是上和下极性区域SLi、QLi——相互作用或相互粘附并可以形成共同的能够传导锂离子的或传导锂离子的层状域1000。

图1b说明,在另一个实施方案中,在两个相邻的结构的层状域EA之间,仅是与两个结构的层状域EA之一键合的极性区域SLi、Qli各自形成能够传导锂离子的或传导锂离子的层状域1000。

图1c是图1a的透视图并展示,通道100特别地沿着具有共价键合的硫S的聚合物E的聚合物主链E和该至少一种聚合物电解质 AQLi延伸,并通过该层状布置特别地形成具有高的锂离子传导能力的传导锂离子大平面1000,其在两个空间方向上是传导锂离子的。

图2展示锂-硫-电池 1,其具有阴极10、阳极20和在阴极10与阳极20之间的区域30。

图2说明,在此,阴极10包含颗粒状的阴极活性材料 11。在此,该颗粒11包含至少一种含硫的阴极活性材料和至少一种传导锂离子的或能够传导锂离子的聚合物电解质和/或至少一种无机离子导体(未在图2中详细示出)。在此,该至少一种阴极活性材料可以特别地包含具有特别是共价地键合的硫的聚合物。例如,该至少一种阴极活性材料的聚合物可以通过聚合物,特别是聚丙烯腈的硫化来制备。例如,该至少一种阴极活性材料可以是硫-碳-复合材料,特别是硫-聚丙烯腈-复合材料,例如SPAN。如在图1a至1c的上下文中进一步阐述那样,该至少一种阴极活性材料,特别是具有特别是共价地键合的硫的聚合物和至少一种聚合物电解质和/或至少一种无机离子导体可以特别是在分子水平上形成能够传导锂离子的或传导锂离子的通道和/或特别是能够传导锂离子的或传导锂离子的平面(未在图2中详细示出,参见图1a至1c)。

图2展示,电池1还具有阴极集流体14。该阴极集流体14在此可以例如由铝形成并特别地用于电接触以及用作载体。

图2说明,颗粒11直接相互结合,例如压制在一起。因为颗粒11本身是传导离子的,可以有利地直接从颗粒11至颗粒11实现离子传导性。这使得能够有利地显著减少用作阴极材料粘合剂的聚合物电解质的量或甚至不需要用作阴极材料粘合剂的聚合物电解质。因此在图2中所示的实施方案中,阴极材料 10不含用作阴极材料粘合剂的聚合物电解质。

图2还展示,阳极20包含阳极活性材料21,例如金属锂或锂合金和例如由铜制成的阳极集流体22。

图2说明,在阴极10和阳极20之间30形成由嵌段共聚物制成的层31(P),其用作隔膜和/或保护层。图3展示,在此,另外可以设置阳极保护层32,其例如由无机的,例如陶瓷和/或玻璃状的材料或嵌段共聚物制成,并例如可用作对抗树枝状生长的阻挡层。但是任选地,由嵌段共聚物制成的层31(P)也可以用作阳极20和阴极10之间的唯一的层,其替代阳极保护层32(未示出)。

在图3 中所示的实施方案与图2中所示的实施方案的区别基本上在于,颗粒11结合和/或嵌入在至少一种特别是用作阴极材料粘合剂的聚合物电解质12(P)中或在固体电解质12(P)中。在此,颗粒11的至少一种聚合物电解质和至少一种特别是用作阴极材料粘合剂的聚合物电解质12(P)可以相同或不同。

图3说明,在此,还向阴极材料 10中混入颗粒状的,特别是电的传导添加剂13,例如碳变体,其同样借助用作粘合剂12的聚合物电解质 12(P)与阴极活性材料的颗粒11和阴极集流体14例如弹性地结合。

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