【技術實現步驟摘要】
本申請涉及電池領域，具體地，涉及聚合物電解質、二次電池和用電裝置。
技術介紹
1、在新能源領域中，電池的性能變得越來越重要。對比鋰離子電池(libs)，基于液態電解質的鋰金屬電池(lmbs)具有更高的能量密度，但鋰枝晶生長引起的內部短路存在嚴重的安全隱患；基于固態電解質的lmbs具有高能量密度和高安全性，但存在離子電導率低和界面接觸差等問題。凝膠聚合物電解質由于其提高了安全性，降低了固體電解質和電極之間的界面阻抗，并且與“卷對卷”lmbs制造工藝兼容而引起了廣泛的關注。同時富鋰錳基正極(lrmo)具有高容量、高電壓且低成本的優勢，被認為非常有潛力與鋰金屬匹配制備超高能量密度的電池，然而，lrmo與電解質之間具有較差的界面性能阻礙了它們的實際應用，因此有必要開發新型的聚合物電解質。
2、可見，現有技術存在以下缺點：鋰離子電池能量密度低，需要匹配鋰金屬和富鋰錳基正極，然后液態電池存在安全隱患，無機電解質與電極之間的界面性能限制了其實際應用，且與現階段的制備工藝不兼容。因此，急需開發相應的聚合物電解質。
技術實現思路
1、本申請通過聚合物電解質的結構設計，實現同時匹配鋰金屬和富鋰錳基電池，實現電池高能量密度。
2、本申請的一些實施例提供了一種聚合物電解質，包括：聚合物基底；以及共聚物，其中，所述聚合物基底包括支撐材料，并且所述共聚物含有氰基、酯基和磺酸基。在本申請中，聚合物基底(a)作為支撐材料提供機械強度，共聚物(b)的作用是與正負極之間形成穩定的界面。由上可知
3、在一些實施例中，所述聚合物基底與所述共聚物的質量比在10：90-90：10的范圍內，可選地質量比為30：70。在該范圍內時，聚合物基底(a)可以提供足夠的機械性能，共聚物(b)與正負極界面均穩定并且可以提供額外的動力學，有利于容量的發揮。
4、在一些實施例中，所述共聚物由丙烯腈(an)、對苯乙烯基磺酸鋰(liss)以及碳酸亞乙烯酯(vc)共聚而成。所述丙烯腈(an)、所述對苯乙烯基磺酸鋰(liss)以及所述碳酸亞乙烯酯(vc)的單體的摩爾比為5-25：50-90：5-25，可選地，所述丙烯腈(an)與所述碳酸亞乙烯酯(vc)的單體的摩爾比相等，可選地，所述丙烯腈(an)、所述對苯乙烯基磺酸鋰(liss)以及所述碳酸亞乙烯酯(vc)的單體的摩爾比為20：60：20。在本申請中，丙烯腈an具有極性官能團，具有耐高壓穩定性；碳酸亞乙烯酯(vc)與鋰金屬穩定，能夠形成穩定的sei；對苯乙烯基磺酸鋰(liss)具有額外的鋰離子來源，可以提供額外的動力學，進一步提高電池的倍率性能。
5、在一些實施例中，所述聚合物基底選自聚偏氟乙烯(pvdf)、偏氟乙烯-六氟丙烯(pvdf-hfp)、pvdf-hfp-ptfe(氟橡膠)、聚酰亞胺(pi)、聚甲基丙烯酸甲酯(pmma)中的任意一種或多種。
6、本申請的另一些實施例提供了一種二次電池，其特征在于，包括正極極片、負極極片以及電解質層，其中，所述電解質層包括上述聚合物電解質。
7、本申請的又一些實施例提供了一種用電裝置，其特征在于，包括上述二次電池。
8、通過聚合物電解質的結構設計，使用不同的聚合物基底的支撐材料，不同的單體共聚形成的共聚物，通過調控組成和比例能夠匹配鋰金屬和lrmo，實現500wh/kg能量密度，且500圈長期穩定循環。
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1.一種聚合物電解質，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的聚合物電解質，其特征在于，所述聚合物基底與所述共聚物的質量比在10：90-90：10的范圍內。
3.根據權利要求1所述的聚合物電解質，其特征在于，所述聚合物基底與所述共聚物的質量比為30：70。
4.根據權利要求1所述的聚合物電解質，其特征在于，所述共聚物由丙烯腈(AN)、對苯乙烯基磺酸鋰(LiSS)以及碳酸亞乙烯酯(VC)共聚而成。
5.根據權利要求4所述的聚合物電解質，其特征在于，所述丙烯腈(AN)、所述對苯乙烯基磺酸鋰(LiSS)以及所述碳酸亞乙烯酯(VC)的單體的摩爾比為5-25：50-90：5-25。
6.根據權利要求5所述的聚合物電解質，其特征在于，所述丙烯腈(AN)與所述碳酸亞乙烯酯(VC)的單體的摩爾比相等。
7.根據權利要求5所述的聚合物電解質，其特征在于，所述丙烯腈(AN)、所述對苯乙烯基磺酸鋰(LiSS)以及所述碳酸亞乙烯酯(VC)的單體的摩爾比為20：60：20。
8.根據權利要求1所述的聚合物電解質，其特征
9.一種二次電池，其特征在于，包括正極極片、負極極片以及電解質層，其中，所述電解質層包括根據權利要求1-8中任一項所述的聚合物電解質。
10.一種用電裝置，其特征在于，包括根據權利要求9所述的二次電池。
...【技術特征摘要】
1.一種聚合物電解質，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的聚合物電解質，其特征在于，所述聚合物基底與所述共聚物的質量比在10：90-90：10的范圍內。
3.根據權利要求1所述的聚合物電解質，其特征在于，所述聚合物基底與所述共聚物的質量比為30：70。
4.根據權利要求1所述的聚合物電解質，其特征在于，所述共聚物由丙烯腈(an)、對苯乙烯基磺酸鋰(liss)以及碳酸亞乙烯酯(vc)共聚而成。
5.根據權利要求4所述的聚合物電解質，其特征在于，所述丙烯腈(an)、所述對苯乙烯基磺酸鋰(liss)以及所述碳酸亞乙烯酯(vc)的單體的摩爾比為5-25：50-90：5-25。
6.根據權利要求5所述的聚合物電解質，其特征在于，所述丙烯腈(a...
【專利技術屬性】
技術研發人員：余樂，曲新馨，
申請(專利權)人：株式會社AESC日本，
類型：發明
國別省市：
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