固体电解质组合物的制作方法

文档序号:25543133发布日期:2021-06-18 20:39阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种固体电解质组合物[组合物(c)],其包含:

a)至少一种包含具有两个链末端的(全)氟聚氧亚烷基链[链(rpf)]的(全)氟聚醚(pfpe),其中至少一个链末端具有式(i):

-[ch(j)ch2o]na[ch2ch(j)o]na’-h(i)

其中:

每一个j独立地是h、芳基、直链或支链烷基,并且

na和na’,彼此相同或不同,是零或从1至50的整数,其前提是na+na’是从1至50;

b)包含符合式(ii)的链的聚(氧化烯):

r1b-[ochr1a(ch2)jchr2a]n-or2b(ii)

其中:

r1a和r2a中的每一个,在每次出现时彼此相同或不同,独立地是氢原子或c1-c5烷基;

j是零或1至2的整数;

r1b和r2b中的每一个,在每次出现时彼此相同或不同,独立地是氢原子或c1-c3烷基、优选地-ch3基团,并且

n是从5至1000的整数,以及

c)至少一种锂盐。

2.根据权利要求1所述的组合物,其中,所述链(rpf)是具有式(ii)的链:

-o-d-(cfx#)z1-o(rf)(cfx*)z2-d*-o-(ii)

其中:

z1和z2,彼此相同或不同,是等于或大于1的整数;

x#和x*,彼此相同或不同,是-f或-cf3,

条件是当z1和/或z2大于1时,x#和x*是-f;

d和d*,彼此相同或不同,是包含从1至6个、优选地从1至3个碳原子的亚烷基链,所述亚烷基链任选地被至少一个包含从1至3个碳原子的全氟烷基取代;

rf包含重复单元、优选地由其组成,这些重复单元独立地选自由以下各项组成的组:

(i)-cfxo-,其中x是f或cf3;

(ii)-cfxcfxo-,其中x在每次出现时相同或不同,是f或cf3,其前提是至少一个x是-f;

(iii)-cf2cf2cw2o-,其中每一个w,彼此相同或不同,是f、cl、h;

(iv)-cf2cf2cf2cf2o-;

(v)-(cf2)j-cfz-o-,其中j是从0至3的整数并且z是具有通式-o-r(f-a)-t的基团,其中r(f-a)是包含从0至10个数目的重复单元的氟聚氧亚烷基链,所述重复单元选自以下:-cfxo-、-cf2cfxo-、-cf2cf2cf2o-、-cf2cf2cf2cf2o-,其中每一个x独立地是f或cf3并且t是c1-c3全氟烷基。

3.根据权利要求2所述的组合物(c),其中,所述链(rf)选自具有下式的链:

(rf-iia)-[(cf2cf2o)a1(cf2o)a2]-

其中:

-a1和a2独立地是≥0的整数,使得数均分子量是在400与10,000之间、优选地在400与5,000之间;a1和a2二者都优选地不为零,其中比率a1/a2优选地包括在0.1与10之间;

(rf-iib)-[(cf2cf2o)b1(cf2o)b2(cf(cf3)o)b3(cf2cf(cf3)o)b4]-

其中:

-b1、b2、b3、b4独立地是≥0的整数,使得数均分子量是在400与10,000之间、优选地在400与5,000之间;优选地,b1是0,b2、b3、b4>0,其中比率b4/(b2+b3)≥1;

(rf-iic)-[(cf2cf2o)c1(cf2o)c2(cf2(cf2)cwcf2o)c3]-

其中:

-cw是1或2;

-c1、c2和c3独立地是≥0的整数,被选择为使得数均分子量是在400与10,000之间、优选地在400与5,000之间;优选地,c1、c2和c3均>0,其中比率c3/(c1+c2)总体上低于0.2;

(rf-iid)-[(cf2cf(cf3)o)d]-

其中:

-d是>0的整数,使得数均分子量是在400与10,000之间、优选地在400与5,000之间;

(rf-iie)-[(cf2cf2c(hal*)2o)e1-(cf2cf2ch2o)e2-(cf2cf2ch(hal*)o)e3]-

其中:

-hal*,在每次出现时相同或不同,是卤素,该卤素选自氟原子和氯原子、优选地是氟原子;

-e1、e2和e3,彼此相同或不同,独立地是≥0的整数,使得(e1+e2+e3)的总和包括在2与300之间。

4.根据前述权利要求中任一项所述的组合物(c),其中:所述至少一个链末端符合下式(i-a)、(i-b)、(i-c)中的一个:

-(ch2ch2o)j1-h(i-a)

-[ch2ch(ch3)o]j2-h(i-b)

-[(ch2ch2o)j3-(ch2ch(ch3)o)j4]j(x)-h(i-c)

其中:

j1和j2各自独立地是从1至50的整数;

j3、j4和j(x)是从1至25的整数,使得j3和j4的总和是从2至50。

5.根据前述权利要求中任一项所述的组合物(c),其中:所述聚(氧化烯)链符合式(ii-a):

ch3-[och2ch2]n1-och3(ii-a)

其中n1是从5至500、优选地从6至400、更优选地从8至300、甚至更优选地从10至150的整数。

6.根据权利要求1至4中任一项所述的组合物(c),其中,所述聚(氧化烯)链符合式(ii-b):

ch3-(c3h6o)np(ch2ch2o)ne-och3(ii-b)

其中ne是从1至100、优选地从1至50、更优选地从1至30的整数,并且np是从1至120、优选地从1至80、更优选地从1至50的整数,其中式-c3h6o-的单元可以是单元-ch2ch(ch3)o-、-ch(ch3)ch2o-或-ch2ch2ch2o-。

7.根据前述权利要求中任一项所述的组合物(c),其中:所述至少一种锂盐选自下组,该组包含:lipf6,libf4,liclo4,双(草酸)硼酸锂(“libob”),lin(cf3so2)2(litfsi),lin(c2f5so2)2,其中rf是c2f5、c4f9、cf3ocf2cf2的m[n(cf3so2)(rfso2)]n,liasf6,lic(cf3so2)3,4,5-二氰基-2-(三氟甲基)咪唑(litdi)、以及其组合或混合物。

8.根据前述权利要求中任一项所述的组合物(c),所述至少一种锂盐的量是从5至30wt.%、优选地从10至30wt.%、更优选地从15至30wt.%。

9.根据前述权利要求中任一项所述的组合物(c),所述至少一种(全)氟聚醚(pfpe)的量是从10至50wt.%、优选地从15至40wt.%、更优选地从15至30wt.%。

10.一种用于制造根据前述权利要求中任一项所述的组合物(c)的方法,该方法包括:

i.将所述聚(氧化烯)熔化,从而获得熔融聚(氧化烯);

ii.将所述至少一种锂盐与所述至少一种(全)氟聚醚(pfpe)溶解于熔融聚(氧化烯)中,从而获得溶液;

iii.将所述溶液冷却,从而获得所述固体组合物(c)。

11.一种用于制造根据前述权利要求中任一项所述的组合物(c)的方法,该方法包括:

i.将所述聚(氧化烯)、所述至少一种锂盐与所述至少一种(全)氟聚醚(pfpe)溶解于溶剂中,从而获得溶液;

ii.将所述溶剂从所述溶液中蒸发,从而获得所述固体组合物(c)。

12.根据权利要求11所述的方法,其中所述溶剂是乙腈。

13.一种锂离子电池,其包含至少一个阳极、至少一个阴极和包含根据前述权利要求1至9中任一项所述的组合物(c)、优选地由其组成的固体电解质。


技术总结
本发明涉及一种固体电解质组合物,其包含:a)至少一种包含具有两个链末端的(全)氟聚氧亚烷基链[链(Rpf)]的(全)氟聚醚,其中至少一个链末端具有式(I):‑[CH(J)CH2O]na[CH2CH(J)O]na’‑H(I),其中每一个J独立地是H、芳基、直链或支链烷基,并且na和na’,彼此相同或不同,是零或从1至50的整数,其前提是na+na’是从1至50;b)包含具有式(II)的链的聚(氧化烯):R1B‑[OCHR1A(CH2)jCHR2A]n‑OR2B(II),其中R1A和R2A中的每一个独立地是氢原子或C1‑C5烷基,j是零或1至2的整数,R1B和R2B独立地是氢原子或C1‑C3烷基,并且n是从5至1000的整数;以及c)至少一种锂盐。

技术研发人员:E·莫林那;C·哈蒙;S·R·佩特里西;G·皮亚纳;F·贝拉;C·杰尔巴迪
受保护的技术使用者:索尔维特殊聚合物意大利有限公司
技术研发日:2019.11.08
技术公布日:2021.06.18
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