CN101512824A - 凝胶聚合物电解质和含有该凝胶聚合物电解质的电化学装置 - Google Patents

凝胶聚合物电解质和含有该凝胶聚合物电解质的电化学装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于凝胶聚合物电解质的组合物，其包括：(i)一种作为第一交联剂的环状化合物，该环状化合物在其中心包括一个环状基团，并在其末端具有至少三个双键；(ii)一种作为第二交联剂的线型的或支链的化合物，该线型的或支链的化合物在其中心包括一个氧化烯基，并在其末端具有至少两个(甲基)丙烯酰基；(iii)一种电解质溶剂；(iv)一种电解质盐；以及(v)一种聚合引发剂。本发明还公开了一种通过将所述用于凝胶聚合物电解质的组合物聚合而形成的凝胶聚合物电解质，以及一种含有该凝胶聚合物电解质的电化学装置。

Description

凝胶聚合物电解质和含有该凝胶聚合物电解质的电化学装置
技术领域
本发明涉及一种用于凝胶聚合物电解质的组合物、一种将该组合物聚合而获得的凝胶聚合物电解质，以及一种含有该凝胶聚合物电解质的电化学装置。
背景技术
最近，人们对能量储存技术越来越感兴趣。电池已被广泛用作便携式电话、摄像机、笔记本电脑、个人电脑和电车的能量来源，导致人们对其进行广泛地研究和开发。就此而言，电化学装置是兴趣之所在。具体而言，可充电的二次电池的开发是人们关注的焦点。
液态电解质——尤其是含有一种溶于一种非水性有机溶剂中的盐的离子导电的有机液态电解质——至今已被广泛用作基于电化学反应的电化学装置的电解质，所述电化学装置如电池或双电层电容器。
然而，这种液态电解质的使用可引起电极材料的降解和有机溶剂的蒸发，并可能伴随着涉及电池安全性的问题，包括由环境温度和电池本身的温度升高引起的燃烧。具体而言，锂二次电池具有所谓的膨胀现象，这是因为碳酸酯基有机溶剂的分解和/或有机溶剂和电极的副反应而引起电池内产生气体。此外，这种副反应在高温储存条件下被加速，由此增加了气体的产生。
如上所述持续产生的气体引起电池内压的增加，导致电池部分表面中部的变形，如棱形电池在某一方向上的膨胀。同样，这导致电池电极表面的粘附力的局部差异，因此，电化学反应不能在整个电极的表面均匀发生，并沿厚度方向发生集中现象。因此，电池不可避免地出现质量和安全性的降低。
一般而言，电池的安全性如下依次增加，即液态电解质<凝胶聚合物电解质<固体聚合物电解质。然而，电池的质量以相同的顺序减小。已知使用固体聚合物电解质的电池不能被商品化，因为其电池性能太低。
然而，索尼集团(美国专利6,509,123)和三洋电机有限公司(日本公开专利2000-299129)最近分别使用各自的特有技术手段开发出凝胶聚合物电解质，并已使用这种凝胶聚合物电解质制造出电池。这些电池具有以下特点。
索尼的电池使用PVdF-共-HFP(聚亚乙烯基-共-六氟丙烯)作为聚合物，并将LiPF6溶于EC/PC(碳酸亚乙酯/碳酸异丙烯酯)中作为电解质。将聚合物和电解质与作为溶剂的DMC(碳酸二甲酯)混合，将所得的混合物涂覆在电极的表面，使DMC蒸发以提供一种其上引入凝胶聚合物的电极。然后，将该电极与一种基于聚烯烃的隔膜(separator)缠绕在一起，防止短路，以提供电池。
同时，三洋的电池通过将一个阴极、一个阳极和一种基于聚烯烃的隔膜缠绕在一起形成一个电池而获得。接下来，将PVdF(聚偏氟乙烯)、PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)、PEGDMA(聚乙二醇甲基丙烯酸二甲酯)以及一种引发剂与一种合适的有机碳酸酯混合物混合，并将该混合物加入预先形成的电池中。然后，将该混合物在适当的条件下交联，以提供一种凝胶聚合物电解质。这样，在电池组装后，该凝胶聚合物电解质即在电池内原位形成。
然而，上述电池的问题在于，它们不适于大量生产，会产生质量的下降，如电容量的降低，并具有低的机械强度。
发明内容
技术问题
本发明的目的在于提供一种用于凝胶聚合物电解质的组合物，其包括两种彼此互补的交联剂，以改善机械性能和离子导电性。
本发明的另一个目的在于提供一种由上述用于凝胶聚合物电解质的组合物聚合而得的凝胶聚合物电解质，以及一种使用上述凝胶聚合物电解质的具有改进质量的电化学装置。
技术方案
本发明提供了一种用于凝胶聚合物电解质的组合物，该组合物包括：(i)一种作为第一交联剂的环状化合物，该环状化合物在其中心包括一个环状基团，并且在其末端具有至少三个双键；(ii)一种作为第二交联剂的线型的或支链的化合物，该线型的或支链的化合物在其中心包括一个氧化烯基，并在其末端具有至少两个(甲基)丙烯酰基；(iii)一种电解质溶剂；(iv)一种电解质盐；以及(v)一种聚合引发剂。
另外，本发明还提供一种通过将上述用于凝胶聚合物电解质的组合物聚合而获得的凝胶聚合物电解质。
此外，本发明还提供一种电化学装置，包括一个阴极、一个阳极和上述凝胶聚合物电解质。
附图说明
图1示出由实施例1和比较例1-4得到的各种电池的残余放电容量比(％)，该残余放电容量比为循环寿命的函数。
具体实施方式
所述用于凝胶聚合物电解质的组合物是一种凝胶聚合物电解质的前体溶液，该凝胶聚合物电解质用作构成电化学装置的组成部分，所述电化学装置如二次电池，该组合物的特征为包括一种用于增加凝胶聚合物电解质的机械强度的第一交联剂和一种用于改善凝胶聚合物电解质的离子导电性的第二交联剂。
使用在其中心包括一个环状基团并在其末端具有至少三个双键的环状化合物作为第一交联剂。该环状化合物通过末端双键的聚合形成一种三维聚合物网络。在上述形成的聚合物网络结构中，环状基团形成一个刚性部分(hard segment)，其容许聚合物链之间维持一种均匀的间隔，并由此可增加凝胶聚合物电解质的机械强度。
使用一种在其中心包括一个氧化烯基并在其末端具有至少两个(甲基)丙烯酰基的线型的或支链的化合物作为第二交联剂。该化合物通过末端(甲基)丙烯酰基的聚合形成一个平面或网状聚合物。此处，由于第二交联剂本身为一种非环状单体，因此仅由该第二交联剂形成的聚合物不含任何刚性部分——这一点不同于仅由第一交联剂形成的聚合物，并且机械强度低。然而，极性的氧化烯基可改善凝胶聚合物电解质的离子导电性。
因此，在使用适当比例的第一交联剂和第二交联剂形成的凝胶电解质聚合物中，第二交联剂连接至由第一交联剂通过聚合而形成的网络结构的中心或末端。因此，所得的凝胶聚合物电解质具有优异的机械强度和改进的离子导电性。
作为第一交联剂的环状化合物可包括一种由下式1表示的化合物、一种由下式2表示的化合物或它们的混合物：
[式1]
Figure A200780033049D00081
其中R1为H或甲基；R2为C1-C12的亚烷基；n为0或1；并且W为乙烯基或(甲基)丙烯酸酯基。
[式2]
Figure A200780033049D00082
其中R3为H或甲基；R4为C1-C12的亚烷基；n为0或1；并且W为乙烯基或(甲基)丙烯酸酯基。
式1所表示的化合物的非限制性实例包括2，4，6，8-四甲基-2，4，6，8-四乙烯基-环四硅氧烷、2，4，6，8-四甲基-2，4，6，8-四丙烯酸酯基-环四硅氧烷等。此外，式2所表示的化合物的非限制性实例包括1，3，5-三甲基-1，3，5-三乙烯基-环己烷、1，3，5-三甲基-1，3，5-三丙烯酸酯基-环己烷等。这些化合物可单独使用或组合使用。
作为第二交联剂的线型的或支链的化合物包括一种下式3所示的化合物：
[式3]
其中A为C1-C12亚烷基、或C1-C12卤代亚烷基，a为一个0-30的整数；B为H或甲基；b为一个2-6的整数；X代表下式中的任一个：
Figure A200780033049D00091
其中E1、E2、E3和E4各自独立地代表H、C1-C12烷基、C1-C12卤代烷基或C1-C12羟烷基；且m为一个0-30的整数。
作为第二交联剂的线型或支链的化合物的非限制性实例包括四乙二醇双丙烯酸酯、聚乙二醇双丙烯酸酯(分子量为50-20,000)、1，4-丁二醇二丙烯酸酯、1，6-己二醇二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、三羟甲基丙烷乙氧基化三丙烯酸酯、三羟甲基丙烷丙氧基化三丙烯酸酯、双三羟甲基丙烷四丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、季戊四醇乙氧基化四丙烯酸酯、双季戊四醇五丙烯酸酯、双季戊四醇六丙烯酸酯等。这些丙烯酸酯化合物可单独使用或组合使用。
作为第一交联剂的环状化合物可以基于用于凝胶聚合物电解质的组合物的重量计0.01～0.5wt％的量使用。如果作为第一交联剂的环状化合物以小于0.01wt％的量使用，那么在聚合之后所获得的聚合物显示出不足的机械强度。如果作为第一交联剂的环状化合物以大于0.5wt％的量使用，那么所得的聚合物结构引起电阻的增加，使采用该凝胶聚合物电解质制得的电池的质量下降。
此外，作为第二交联剂的线型的或支链的化合物可以基于用于凝胶聚合物电解质的组合物的重量计1.5-10wt％的量使用。如果作为第二交联剂的线型的或支链的化合物以小于1.5wt％的量使用，则不能足够地改进离子导电性和电池质量。如果作为第二交联剂的线型的或支链的化合物以大于10wt％的量使用，则很难增加凝胶聚合物电解质的机械强度。
本发明的用于凝胶聚合物电解质的组合物包括一种电解质溶剂和一种电解质盐。使用电解质溶剂来溶解或解离电解质盐。对于电解质溶剂没有特别的限制，只要该溶剂目前被用作电池的电解质溶剂即可。这类溶剂的非限制性实例包括环状碳酸酯、线型碳酸酯、内酯、醚、酯、亚砜、乙腈、内酰胺、酮和/或它们的卤代衍生物。
环状碳酸酯的具体实例包括碳酸亚乙酯(EC)、碳酸异丙烯酯(PC)、碳酸丁烯酯(BC)、氟代碳酸乙烯酯(FEC)等。线型碳酸酯的具体实例包括碳酸二乙酯(DEC)、碳酸二甲酯(DMC)、碳酸二丙酯(DPC)、碳酸甲乙酯(EMC)、碳酸甲丙酯(MPC)等。内酯的具体实例包括γ-丁内酯(GBL)，醚类的具体实例包括丁醚、四氢呋喃、2-甲基四氢呋喃、1，4-二氧杂环己烷、1，2-二甲氧基乙烷、1，2-二乙氧基乙烷等。酯的具体实例包括甲酸甲酯、甲酸乙酯、甲酸丙酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯、丙酸丁酯、新戊酸甲酯等。此外，亚砜的具体实例包括二甲基亚砜等，内酰胺类的具体实例包括N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)等。另外，酮的具体实例包括聚甲基乙烯基酮。也可使用上述电解质溶剂的卤代衍生物。这些电解质溶剂可单独使用或组合使用。
对于电解质盐没有特别的限制，只要该电解质盐是目前用于非水性电解质的盐即可。电解质盐的非限制性实例包括由(i)一种选自Li+、Na+和K+的阳离子；与(ii)一种选自PF6 -、BF4 -、Cl-、Br-、I-、ClO4 -、AsF6 -、CH3CO2 -、CF3SO3 -、N(CF3SO2)2 -和C(CF2SO2)3 -的阴离子结合形成的盐。这些电解质盐可单独使用或组合使用。具体而言，优选锂盐。
本发明的用于凝胶聚合物电解质的组合物可包括一种通常本领域技术人员已知的常规聚合引发剂。该聚合引发剂可以基于组合物的重量而言0.01-5wt％的量使用。
聚合物引发剂的非限制性实例包括有机过氧化物或过氧化氢，如过氧化苯甲酰、过氧化乙酰、过氧化二月桂酰、过氧化二叔丁酰、枯基过氧氢、过氧化氢等；以及偶氮类化合物，如2，2-偶氮双(2-氰基丁烷)、2，2-偶氮双(甲基丁腈)、AIBN(偶氮双(异丁腈)、AMVN(偶氮双二甲基戊腈)等。这些聚合物引发剂发生热分解形成自由基并通过自由基聚合与单体形成凝胶聚合物电解质。
除了上文所述的组分以外，本发明的用于凝胶聚合物电解质的组合物还可包括本领域技术人员已知的其它添加剂。
本发明的凝胶聚合物电解质通过本领域技术人员已知的常规方法将上述的用于凝胶聚合物电解质的组合物聚合而获得。例如，本发明的凝胶聚合物电解质可通过将用于凝胶聚合物电解质的组合物在电化学装置内部原位聚合形成。
形成凝胶聚合物电解质的方法的一个优选的实施方案包括以下步骤：(a)通过将一个阴极、一个阳极和一个插入所述阴极和阳极之间的隔膜缠绕在一起形成一个电极组装体，并将该电极组装体引入电化学装置的外壳中；以及(b)将本发明的用于凝胶聚合物电解质的组合物注入外壳中，并将聚合物聚合以形成一种凝胶聚合物电解质。
电化学装置内的原位聚合可通过热聚合进行。聚合时间通常从20分钟至12小时，聚合温度为40℃至80℃。
聚合优选在惰性条件下进行。当在一惰性条件下实施该聚合反应时，作为自由剂清除剂的空气中的氧与自由基之间的反应基本上被抑制，由此聚合反应的程度可提高至这样的程度，即任何未反应的单体、即交联剂基本上不存在于反应体系中。因此，可防止由电池中大量剩余的未反应的单体引起的充电/放电质量的下降。
作为形成这种惰性条件的物质，可使用本领域技术人员已知的具有低反应性的气体。具体而言，可使用至少一种选自氮气、氩气、氦气和氙气的惰性气体。
聚合后，凝胶聚合物电解质即形成。根据本发明，以三维网络结构交联的凝胶聚合物通过包括在第一交联剂和第二交联剂中的大量双键与丙烯酰基之间的成键而形成。此外，凝胶聚合物可使用一种电解质均匀地浸润，所述电解质包括一种在电解质溶剂中解离的电解质盐。该凝胶聚合物电解质具有优异的机械强度，电解质中的锂离子可连续地被转移并移动穿过极性的凝胶聚合物电解质，由此改进电池的性能。
本发明的电化学装置包括一个阴极、一个阳极、一个隔膜以及一种凝胶聚合物电解质，该凝胶聚合物电解质通过将本发明的用于凝胶聚合物电解质的组合物聚合而形成。
本发明的电化学装置包括其中进行电化学反应的所有类型的装置。电化学装置的具体实例包括所有类型的一次电池、二次电池、燃料电池、太阳能电池、电容器等。具体而言，优选锂二次电池，并且锂二次电池的非限制性实例包括锂金属二次电池、锂离子二次电池、锂聚合物二次电池或锂离子聚合物二次电池。
电化学装置可通过使用一种本领域已知的常规方法获得。如上所述，该方法的一个优选实施方案包括以下步骤：(a)将电极组装体放入电化学装置的外壳中；以及(b)将本发明的用于凝胶聚合物电解质的组合物注入外壳中，并将组合物聚合以形成一种凝胶聚合物电解质。
此外，电化学装置中使用的电极可通过本领域技术人员已知的常规方法制造。例如，电极活性材料可与一种溶剂混合，并且任选与一种粘合剂、一种导电剂和一种分散剂混合，将该混合物搅拌形成浆料。然后，将浆料涂布到集电器上，并将涂有浆料的集电器压缩并干燥，以提供一个电极。
电极活性材料包括阴极活性材料或阳极活性材料。
本发明中可使用的阴极活性材料包括锂过渡金属复合氧化物、如LiMxOy(M＝Co，Ni，Mn，CoaNibMnc)(例如，锂锰复合氧化物，如LiMn2O4；锂镍氧化物，如LiNiO2；锂钴氧化物，如LiCoO2；其它通过将上述氧化物中的锰、镍和钴部分地使用其它过渡金属代替所获得的氧化物、或者含锂的钒氧化物等)；或者calcogenide，如二氧化锰、二硫化钛、二硫化钼等，但不仅限于此。
可用于本发明中的阳极活性材料包括目前被用于电化学装置中的阳极的这类物质。阳极活性材料的具体实例包括能够进行锂离子嵌入/脱嵌的锂金属、锂合金、碳、石油焦、活性碳、石墨或碳纤维。也可使用其它能够进行锂的嵌入/脱嵌并具有相对于Li+/Li电势小于2V的金属氧化物(例如TiO2或SnO2)。特别地，优选含碳的材料，如石墨、碳纤维或活性碳。
对于金属集电器没有特别的限制，只要集电器由高导电性的金属形成、可以容易地粘附电极活性材料的浆料、并在电池的启动电压范围内没有反应性即可。阴极集电器的非限制性实例包括铝箔、镍箔或其结合。阳极集电器的非限制性实例包括铜箔、金箔、镍箔、铜合金箔或其结合。
尽管对可用于本发明中的隔膜没有特殊限制，但优选使用一种多孔隔膜，其具体的实例包括聚丙烯基、聚乙烯基和聚烯烃基的多孔隔膜。为将这种隔膜应用至电池中，除广泛使用的缠绕法外，还可在隔膜和电极之间使用层压法或堆叠法，以及折叠法。
另外，尽管对本发明电化学装置的外形没有特殊限制，但该电化学装置可具有罐状圆柱形、棱形、类似于囊形的或硬币的形状。
现参照本发明的优选实施方案详细介绍。应理解，以下实施例仅为示例性的，且本发明并不受限于此。
实施例1
用于凝胶聚合物电解质的组合物的制备
首先，将1M LiPF6溶于一种电解质溶剂中以提供一种电解质，该电解质溶剂含有重量比为2:1:7(EC:PC:DMC)的碳酸亚乙酯(EC)、碳酸异丙烯酯(PC)和碳酸二甲酯(DMC)。接下来，将97wt％的电解质与作为第一交联剂的0.5wt％的2，4，6，8-四甲基-2，4，6，8-四乙烯基-环四硅氧烷(式4)、作为第二交联剂的1.5wt％二季戊四醇五丙烯酸酯(式5)、以及作为聚合引发剂的1wt％的AIBN混合，以提供一种用于凝胶聚合物电解质的组合物。
[式4]
[式5]
Figure A200780033049D00132
阴极的制备
向作为溶剂的N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)中，加入94wt％的LiCoO2作为阴极活性材料、3wt％的炭黑作为导电剂以及3wt％的PVdF作为粘合剂，以形成用于阴极的浆料。将该浆料涂覆在作为阴极集电器的厚度约为20μm的Al箔上，然后干燥以形成一阴极。然后，将该阴极辊压。
阳极的制备
向作为溶剂的NMP中，加入96wt％的炭粉作为阳极活性材料、3wt％的聚偏二氟乙烯(PVdF)作为粘合剂以及1wt％的炭黑作为导电剂，以形成用于阳极的混合的浆料。将该浆料涂覆在作为阳极集电器的厚度为约10μm的Cu箔上，然后，干燥以形成一个阳极。然后，将该阳极辊压。
电池的制备
使用上述阴极、阳极和一种聚丙烯/聚乙烯/聚丙烯(PP/PE/PP)三层隔膜提供一个电池。上述获得的用于凝胶聚合物电解质的组合物被注入组装的电池中，并将所得的电池储存3小时。3小时后，将该组合物在氮气氛中80℃下聚合4小时，以提供一个电池成品。
比较例1
以与实施例1中所述的相同方式提供一个电池，不同之处在于单独使用2wt％的二季戊四醇五丙烯酸酯(式5)，而非使用0.5wt％的2，4，6，8-四甲基-2，4，6，8-四乙烯基-环四硅氧烷(式4)作为第一交联剂的和1.5wt％二季戊四醇五丙烯酸酯(式5)作为第二交联剂。
比较例2
以与实施例1中所述的相同方式提供一个电池，不同之处在于单独使用10wt％的2，4，6，8-四甲基-2，4，6，8-四乙烯基-环四硅氧烷(式4)，而非使用0.5wt％的2，4，6，8-四甲基-2，4，6，8-四乙烯基-环四硅氧烷(式4)作为第一交联剂和1.5wt％二季戊四醇五丙烯酸酯(式5)作为第二交联剂。
比较例3
以与实施例1中所述的相同方式提供一个电池，不同之处在于使用1wt％的2，4，6，8-四甲基-2，4，6，8-四乙烯基-环四硅氧烷(式4)和1wt％的二季戊四醇五丙烯酸酯(式5)，而非使用0.5wt％的2，4，6，8-四甲基-2，4，6，8-四乙烯基-环四硅氧烷(式4)作为第一交联剂和1.5wt％二季戊四醇五丙烯酸酯(式5)作为第二交联剂。
比较例4
以与实施例1中所述的相同方式提供一个电池，不同之处在于既不使用交联剂也不使用聚合引发剂。
实验实施例1：电池质量的检测
检测实施例1和比较例1-4中各电池的剩余放电容量比(％)，作为循环寿命的函数。结果示于图1中。
将每个电池在1C下充电至4.2V，并在恒定电压条件充电至对应于5％电池容量的电流。然后，各个电池在1C下放电至3V。这种充电/放电循环被认为是第一循环，重复多个循环后，放电容量以基于第一循环的放电容量表示。
如图1所示，实施例1的电池显示出与比较例1的电池质量相似的质量，但与比较例2-4的电池相比具有显著改善的质量。因此，可从上述结果看出，作为第一交联剂的环状化合物与作为第二交联剂的线型或支链的化合物的组合(各自以上述本发明的范围使用)可改进电池的质量。此外，如果除了电解质以外的条件——包括阴极、阳极和隔膜——相同，那么电池的质量显著地依赖于电解质的离子导电性。因此，可看出，本发明的凝胶聚合物电解质显示出改进的离子导电性。
实验实施例2：机械特性的测量
对通过使实施例1和比较例1-3中的凝胶聚合物电解质组合物热固化而获得的每种凝胶聚合物进行测试，以确定3mm变形所需的力。结果示于下表1中。在该实施例中所测得的力只进行相对比较，因此，示出的结果没有确定的单位。
表1
 
实施例1 比较例1 比较例2 比较例3
测量值 30 26 70 31
如表1所示，使用增加量的环状化合物作为第一交联剂的凝胶聚合物电解质显示出更为改进的机械特性。然而，考虑到电池的质量，环状化合物优选地以基于用于凝胶聚合物电解质的组合物计至多0.5wt％的量使用。
工业适用性
在通过使用本发明的第一交联剂和第二交联剂形成的凝胶聚合物电解质中，第二交联剂被连接至通过第一交联剂聚合而形成的网络结构的中心或末端。因此，所得的凝胶聚合物电解质具有出色的机械强度和改进的离子导电性。因此，使用所述凝胶聚合物电解质的电化学装置可具有改进的质量。

Claims (13)

1.一种用于凝胶聚合物电解质的组合物，该组合物包括：
(i)一种作为第一交联剂的环状化合物，该环状化合物在其中心包括一个环状基团，并在其末端具有至少三个双键；
(ii)一种作为第二交联剂的线型的或支链的化合物，该线型的或支链的化合物在其中心包括一个氧化烯基，并在其末端具有至少两个(甲基)丙烯酰基；
(iii)一种电解质溶剂；
(iv)一种电解质盐；以及
(v)一种聚合引发剂。
2.权利要求1的用于凝胶聚合物电解质的组合物，其中所述作为第一交联剂的环状化合物为一种下式1表示的化合物、一种下式2表示的化合物或它们的混合物，
[式1]
Figure A200780033049C00021
其中R1为H或甲基；R2为C1-C12的亚烷基；n为0或1；并且W为乙烯基或(甲基)丙烯酸酯基，
[式2]
Figure A200780033049C00022
其中R3为H或甲基；R4为C1-C12的亚烷基；n为0或1；并且W为乙烯基或(甲基)丙烯酸酯基。
3.权利要求1的用于凝胶聚合物电解质的组合物，其中所述作为第二交联剂的线型的或支链的化合物为一种下式3表示的化合物：
[式3]
Figure A200780033049C00031
其中A为C1-C12亚烷基、或C1-C12卤代亚烷基，a为一个0-30的整数；B为H或甲基；b为一个2-6的整数；X代表下式中的任一个：
Figure A200780033049C00032
其中E1、E2、E3和E4各自独立地代表H、C1-C12烷基、C1-C12卤代烷基或C1-C12羟烷基；且m为一个0-30的整数。
4.权利要求1的用于凝胶聚合物电解质的组合物，其中作为第一交联剂的环状化合物为至少一种选自2，4，6，8-四甲基-2，4，6，8-四乙烯基-环四硅氧烷、2，4，6，8-四甲基-2，4，6，8-四丙烯酸酯基-环四硅氧烷、1，3，5-三甲基-1，3，5-三乙烯基-环己烷和1，3，5-三甲基-1，3，5-三丙烯酸酯基-环己烷的化合物。
5.权利要求1的用于凝胶聚合物电解质的组合物，其中作为第二交联剂的线型的或支链的化合物为至少一种选自四乙二醇双丙烯酸酯、聚乙二醇双丙烯酸酯(分子量为50-20,000)、1，4-丁二醇二丙烯酸酯、1，6-己二醇二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、三羟甲基丙烷乙氧基化三丙烯酸酯、三羟甲基丙烷丙氧基化三丙烯酸酯、双三羟甲基丙烷四丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、季戊四醇乙氧基化四丙烯酸酯、双季戊四醇五丙烯酸酯和双季戊四醇六丙烯酸酯的化合物。
6.权利要求1的用于凝胶聚合物电解质的组合物，其中作为第一交联剂的环状化合物以基于用于凝胶聚合物电解质的组合物的重量计0.01～0.5wt％的量使用。
7.权利要求1的用于凝胶聚合物电解质的组合物，其中作为第二交联剂的线型的或支链的化合物以基于用于凝胶聚合物电解质的组合物的重量计1.5-10wt％的量使用。
8.权利要求1的用于凝胶聚合物电解质的组合物，其中所述电解质溶剂为至少一种选自环状碳酸酯、线型碳酸酯、内酯、醚、酯、亚砜、乙腈、内酰胺、酮和它们的卤代衍生物的溶剂。
9.权利要求1的用于凝胶聚合物电解质的组合物，其中所述电解质盐通过将下述(i)和(ii)结合而形成：
(i)一种选自Li+、Na+和K+的阳离子；
(ii)一种选自PF6 -、BF4 -、Cl-、Br-、I-、ClO4 -、AsF6 -、CH3CO2 -、CF3SO3 -、N(CF3SO2)2 -和C(CF2SO2)3 -的阴离子。
10.一种凝胶聚合物电解质，通过将权利要求1至9之一的用于凝胶聚合物电解质的组合物聚合而形成。
11.权利要求10的凝胶聚合物电解质，其通过电化学装置内部的原位聚合而形成。
12.一种电化学装置，含有一个阴极、一个阳极和权利要求10的凝胶聚合物电解质。
13.权利要求12的电化学装置，其为锂二次电池。
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