CN107768716A - 凝胶电解质及其前驱物 - Google Patents

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Abstract

凝胶电解质前驱物的实例包括锂盐、溶剂、氟化单体、氟化交联剂和引发剂。凝胶电解质前驱物的另一实例包括锂盐、溶剂和氟化单体，其中氟化单体是2‑(三氟甲基)丙烯酸甲酯、2‑(三氟甲基)丙烯酸叔‑丁酯或其组合。可将由凝胶电解质前驱物形成的凝胶电解质并入到锂基电池中。

Description

凝胶电解质及其前驱物
背景技术
二次或可充电锂基电池常常用在许多固定和便携式装置中，例如在消费性电子产品产业、汽车产业和航空航天产业中遇到的那些装置。锂类的电池已由于多种原因而得到普及，包括：相对较高的能量密度、与其他种类的可充电电池相比时通常不出现任何记忆效应、相对较低的内阻、以及在不使用时的低自放电速率。锂电池在其有用的寿命期间经历重复的功率循环的能力使其成为有吸引力且可靠的电源。
发明内容
本文所公开的凝胶电解质前驱物的实例包括锂盐、溶剂、氟化单体、氟化交联剂和引发剂。本文所公开的凝胶电解质前驱物的另一实例包括锂盐、溶剂和氟化单体，其中氟化单体是2-(三氟甲基)丙烯酸甲酯、2-(三氟甲基)丙烯酸叔-丁酯或其组合。可将由凝胶电解质前驱物的任一实例形成的凝胶电解质并入到锂基电池中。
本文公开的锂基电池的实例包括正电极、负电极、由凝胶电解质前驱物形成的凝胶电解质、以及浸泡在凝胶电解质中的微孔聚合物隔板。正电极包括锂基活性材料。负电极包括硅基活性材料。在实例中，凝胶电解质前驱物包括锂盐、溶剂和氟化单体。微孔聚合物隔板设置在正电极与负电极之间。
附图说明
通过参考以下详细说明和附图，本发明的实例的特征将显而易见。
图1是锂基电池的实例的透视示意图所述锂基电池具有由并入在其中的凝胶电解质前驱物的实例形成的凝胶电解质的实例。
具体实施方式
锂基电池通常通过在负电极(有时称作阳极)与正电极(有时称作阴极)之间可逆地传递锂离子来运作。负电极和正电极位于用适合于传导锂离子的电解质溶液浸泡的多孔聚合物隔板的相对侧上。在充电期间，锂离子插入(例如，嵌入、合金化等)到负电极中，且在放电期间，从负电极提取锂离子。每一电极还与相应的集电器相关联，所述集电器通过允许电流在负电极与正电极之间通过的可中断外部电路来连接。
用于锂基电池中的传统液体电解质可在负电极的活性材料中流进和流出。负电极活性材料可在电池的充电期间经历体积膨胀。更具体地说，在充电期间发生的负电极活性材料的锂化可导致活性材料膨胀。例如，可在锂基电池中用作负电极的活性材料的硅活性材料具有VSi:VLi4.4Si＝1:4.0的体积膨胀，这意味着近似300％的体积膨胀。作为另一实例，也可用作负电极活性材料的亚氧化硅活性材料具有VSiOx:VLiSiOx＝1:2.3的体积膨胀，这意味着近似130％的体积膨胀。此体积膨胀可在活性材料中产生孔和/或增加活性材料中现有的孔的大小。在使用时，传统的液体电解质可能会流进和流出这些孔并使活性材料变干，这可能使活性材料降级。
当由本文公开的凝胶电解质前驱物的实例形成的凝胶电解质用于锂基电池中时，凝胶电解质允许锂离子行进经过凝胶电解质，无需凝胶电解质流进和流出负电极活性材料。凝胶电解质具有黏度(例如，从约10mPaS到约10,000mPa S)，所述黏度足够高而使凝胶电解质不会流进和流出负电极活性材料，且足够低而使锂离子能够行进经过凝胶电解质。因此，其中并入凝胶电解质的锂基电池能够在不使活性材料变干的情况下进行充电和放电。
单独氟化单体或者氟化单体与氟化交联剂和引发剂组合可用以使凝胶电解质具有期望的黏度。在实例中，凝胶电解质具有范围从约10mPa S到约10,000mPa S的黏度。在一些实例中，在凝胶电解质前驱物中包括充分量的氟化单体以使凝胶电解质达到期望的黏度，而无需在凝胶电解质前驱物中包括氟化交联剂和引发剂。在这些实例中，氟化单体可在没有氟化交联剂或引发剂的情况下形成聚合物和/或进行交联，因为较高量的单体可独自进行聚合和/或交联。在其他实例中，在凝胶电解质前驱物中包括氟化交联剂和引发剂以使氟化单体形成聚合物和/或进行交联，且因此，使凝胶电解质达到期望的黏度。
在实例中，凝胶电解质前驱物包括锂盐、溶剂和氟化单体。在一些实例中，凝胶电解质前驱物由这些组分组成而没有其他组分。在另一实例中，凝胶电解质前驱物除了锂盐、溶剂和氟化单体之外还包括氟化交联剂和引发剂。在一些其他实例中，凝胶电解质前驱物由这些组分组成而没有其他组分。在其他实例中，凝胶电解质前驱物可包括额外的组分，例如添加剂。可在凝胶电解质前驱物中包括的添加剂的实例包括任何合适的锂电池添加剂，例如碳酸亚乙烯酯(VC)、乙烯基碳酸亚乙酯(VEC)、丙磺酸内酯(PS)等。
应当理解，凝胶电解质前驱物可包括单个溶剂或多个溶剂。不管使用单个溶剂还是多个溶剂，存在于凝胶电解质前驱物中的溶剂的总量范围可从约50重量％到约95重量％(基于凝胶电解质前驱物的总重量％)。所述溶剂可为能够溶解锂盐的任何溶剂。在实例中，溶剂可为有机溶剂或有机溶剂的混合物。在一些实例中，溶剂可选自以下各项：环状碳酸酯(碳酸亚乙酯(EC)、碳酸丙烯酯(PC)、碳酸丁烯酯、氟代碳酸乙烯酯(FEC))、线性碳酸酯(碳酸二甲酯(DMC)、碳酸二乙酯(DEC)、碳酸甲乙酯(EMC))、脂肪族羧酸酯(甲酸甲酯、乙酸甲酯、丙酸甲酯)、γ-内酯(γ-丁内酯、γ戊内酯)、醚链结构(1,2-二甲氧基乙烷、1,2-二乙氧基乙烷、乙氧基甲氧基乙烷)、环醚(四氢呋喃、2-甲基四氢呋喃)以及其混合物。
凝胶电解质前驱物还包括锂盐。锂盐可以范围从约5重量％到约50重量％的量(基于凝胶电解质前驱物的总重量％)存在于凝胶电解质前驱物中。锂盐的实例包括LiPF6、LiClO4、LiAlCl4、LiI、LiBr、LiSCN、LiBF4、LiB(C6H5)4、LiAsF6、LiCF3SO3、LiN(FSO2)2(LIFSI)、LiN(CF3SO2)2(LITFSI或锂双(三氟甲磺酰基)酰亚胺)、LiB(C2O4)2(LiBOB)、LiBF2(C2O4)(LiODFB)、LiPF3(C2F5)3(LiFAP)、LiPF4(CF3)2、LiPF4(C2O4)(LiFOP)、LiPF3(CF3)3、LiSO3CF3、LiNO3及其混合物。
如上所述，凝胶电解质前驱物还包括氟化单体。氟化单体将改进Si基负电极的性能，其可在电池运作期间利用–F相关化学物质(例如，–F相关化学物质可分解为LiF)。可在凝胶电解质前驱物中包括氟化单体，其量足以使由凝胶电解质前驱物形成的凝胶电解质具有期望的黏度(例如，从约10mPa S到约10,000mPa S)。氟化单体可单独或者与氟化交联剂和引发剂组合而使凝胶电解质达到期望的黏度。在凝胶电解质前驱物不包括氟化交联剂和引发剂的实例中，氟化单体可在没有氟化交联剂或引发剂的情况下进行聚合和/或交联。在凝胶电解质前驱物不包括氟化交联剂和引发剂的实例中，氟化交联剂和引发剂使氟化单体进行聚合和/或交联。因而，在一些实例中，凝胶电解质包括由被聚合和/或交联的氟化单体形成的聚合物网络。
在凝胶电解质前驱物不包括氟化交联剂和引发剂的实例中，可在凝胶电解质前驱物中包括氟化单体，其量的范围从大于0重量％到约20重量％(基于凝胶电解质前驱物的总重量％)。在凝胶电解质前驱物不包括氟化交联剂和引发剂的实例中，可在凝胶电解质前驱物中包括氟化单体，其量的范围从1重量％到约10重量％(基于凝胶电解质前驱物的总重量％)。在这些实例中，氟化单体、氟化交联剂和引发剂一起可占凝胶电解质前驱物的总重量％的从约2重量％到约20重量％。
在实例中，氟化单体为氟化甲基丙烯酸酯。氟化单体的具体实例包括2-(三氟甲基)丙烯酸甲酯、2-(三氟甲基)丙烯酸叔-丁酯及其组合。
氟化交联剂(在包括时)可存在于凝胶电解质前驱物中，其量的范围从约0.1重量％到约5重量％(基于凝胶电解质前驱物的总重量％)。氟化交联剂可为具有两个双键的任何丙烯酸酯。氟化交联剂的具体实例包括2,2,3,3-四氟丁烷-1,4-二丙烯酸酯或者2,2,3,3,4,4-六氟-1,5-二丙烯酸戊酯。
引发剂(在包括时)可存在于凝胶电解质前驱物中，其量的范围从约0.000001重量％到约1重量％(基于凝胶电解质前驱物的总重量％)。引发剂的实例包括偶氮二异丁腈、过氧化二苯甲酰及其组合。
凝胶电解质前驱物可通过在室温下(例如，从约18℃到约25℃)将多种成分混合在一起来配制。初始混合物可为液体，这使得凝胶电解质前驱物能够被注入或以其他方式引入到电池中。液体能够渗透隔板的孔以及电极。在此实例中，当电池加热到较高温度(例如至少60℃)持续至少1小时时，凝胶电解质形成。热量可起始氟化单体的聚合/交联以形成聚合物网络。聚合物网络的形成使电解质达到期望的黏度(例如，从约10mPa S到约10,000mPaS)且变成凝胶。
如上所述，可将由凝胶电解质前驱物形成的凝胶电解质并入到锂基电池中。图1示出包括凝胶电解质12的锂基电池10的实例。图1所示的锂基电池10除了凝胶电解质12之外包括：负电极14、负侧集电器18、正电极16、正侧集电器20、以及定位在负电极14与正电极16之间的多孔聚合物隔板22。
负电极14包括至少活性材料。负电极14还可包括粘合剂材料和导电填料。活性材料可为任何合适的硅基活性材料。硅基活性材料可充分地经历锂嵌入和脱嵌、或者锂合金化和脱合金化、或者锂插入和反插入，而负侧集电器18充当电化学电池的负端。硅基活性材料的实例包括结晶硅、非晶硅、二氧化硅(SiOx，其中0<x≤2)、硅合金(例如，Si-Sn-Fe)等。硅活性材料可呈粉末、颗粒等的形式，范围从纳米尺寸到微米尺寸。
粘合剂材料可用于在结构上将硅基活性材料保持在一起。粘合剂材料的实例包括聚偏二氟乙烯(PVdF)、聚环氧乙烷(PEO)、乙烯丙烯二烃单体(EPDM)橡胶、羧甲基纤维素(CMC)、丁苯橡胶(SBR)、丁苯橡胶羧甲基纤维素(SBR-CMC)、聚丙烯酸(PAA)、交联聚丙烯酸-聚乙烯亚胺、聚酰亚胺或任何其他合适的粘合剂材料。其他合适的粘合剂的实例包括聚乙烯醇(PVA)、海藻酸钠、或其他水溶性粘合剂。
导电填料可为导电碳材料。导电碳材料可为高表面积碳，例如乙炔黑或另一碳材料(例如，Super P)。包括导电填料以确保在电池中活性材料与负侧集电器18之间的电子传导。
负电极14可包括从约5重量％到90重量％(基于负电极14的总重量％)的硅基活性材料，以及高达20重量％(基于负电极14的总重量％)的导电填料和粘合剂材料中的每一者。在实例中，负电极14包括从约70重量％到约90重量％的硅基活性材料、从约5重量％到约15重量％的导电填料，以及从约5重量％到约15重量％的粘合剂材料。
负电极14可被购买或被形成。在实例中，负电极14可通过制造活性材料颗粒、粘合剂材料和水中的导电填料和/或极性非质子溶剂(例如，二甲基乙酰胺(DMAc)、N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)、二甲基甲酰胺(DMF)、二甲基亚砜(DMSO)或另一路易斯碱或其组合)，和/或另一合适溶剂的浆料来形成。
可混合浆料，且接着沉积到支架上。在实例中，支架为负侧集电器18。应理解，负侧集电器18可由铜或本领域技术人员已知的任何其他适当的导电材料形成。选定的负侧集电器18应能够从连接到其的外部电路收集自由电子，并移动自由电子往返所述外部电路。可使用任何合适的技术来沉积浆料。作为实例，浆料可被投到支架的表面上，或可被铺在支架的表面上、或可使用狭缝式模头涂布机涂布到支架的表面上。
可将所沉积的浆料暴露于干燥工艺以便移除任何剩余的溶剂和/或水。可使用任何合适的技术来完成干燥。可在范围从约60℃到约150℃的高温下执行干燥。在一些实例中，还可使用真空来加速干燥工艺。作为干燥工艺的一个实例，可将所沉积的浆料暴露于约120℃下的真空持续约12到24小时。干燥工艺导致负电极14的形成。
正电极16包括至少活性材料。负电极14还可包括粘合剂材料和导电填料。活性材料可为可充分地经历锂插入和反插入的任何锂基活性材料，而正侧集电器20充当锂基电池10的正端。适合正电极16的此实例的一种常见种类的已知锂基活性材料包括层状锂过渡金属氧化物。例如，锂基活性材料可为尖晶石锂锰氧化物(LiMn2O4)、锂钴氧化物(LiCoO2)、锰-镍氧化物尖晶石[Li(Mn1.5Ni0.5)O2]、或层状镍锰钴氧化物(具有xLi2MnO3·(1-x)LiMO2的通式或者(M由Ni、Mn和/或Co的任何比率构成)。层状镍-锰-钴氧化物的具体实例包括(xLi2MnO3·(1-x)Li(Ni1/3Mn1/3Co1/3)O2)。其他合适的锂基活性材料包括Li(Ni1/3Mn1/3Co1/3)O2、Lix+yMn2-yO4(LMO，0<x<1和0<y<0.1)、或锂铁聚阴离子氧化物，例如磷酸锂铁(LiFePO4)或氟磷酸锂铁(Li2FePO4F)、或富锂层状结构。还可利用其他锂基活性材料，例如LiNi1-xCo1- yMx+yO2或LiMn1.5-xNi0.5-yMx+yO4(M由Al、Ti、Cr和/或Mg的任何比率构成)、稳定的锂锰氧化物尖晶石(LixMn2-yMyO4，其中M由Al、Ti、Cr和/或Mg的任何比率构成)、锂镍钴铝氧化物(例如，LiNi0.8Co0.15Al0.05O2或NCA)、铝稳定的锂锰氧化物尖晶石(例如，LixAl0.05Mn0.95O2)、锂钒氧化物(LiV2O5)、Li2MSiO4(其中M由Co、Fe和/或Mn的任何比率构成)、以及任何其他高能的镍-锰-钴材料(HE-NMC、NMC或LiNiMnCoO2)。通过“任何比率”意味着任何元素可以任何的量存在。因此，在一些实例中，M可为Al，具有或没有Cr、Ti和/或Mg、或所列元素的任何其他组合。在另一实例中，可在锂过渡金属基活性材料的任何实例的晶格中制造阴离子取代，以使晶体结构稳定。例如，任何O原子可用F原子来取代。
正电极16的锂基活性材料可与粘合剂和/或导电填料混合。粘合剂可在结构上将锂基活性材料和导电填料保持在一起。合适粘合剂的一些实例包括上文参考负电极14列出的粘合剂。导电填料确保在正侧集电器20与正电极16中的锂基活性材料之间的电子传导。导电填料可为上文参考负电极14列出的导电填料中的任一者。
正电极16可包括量范围从约60重量％到约95重量％(基于正电极16的总重量％)的锂基活性材料、量范围从约5重量％到约20重量％(基于正电极16的总重量％)的导电填料、以及量范围从约5重量％到约20重量％(基于正电极16的总重量％)的粘合剂。
正电极16可被购买或被形成。在实例中，正电极16可用类似于上文用于形成负电极14的所描述方法的方法来形成，即通过制造活性材料颗粒、粘合剂材料和水中的导电填料和/或极性非质子溶剂的浆料。可混合浆料，且接着沉积到支架上。在实例中，支架为正侧集电器20。应理解，正侧集电器20可由铝或本领域技术人员已知的任何其他适当的导电材料形成。选定的正侧集电器20应能够从连接到其的外部电路收集自由电子，并移动自由电子往返所述外部电路。可通过上文参考负电极14的形成而描述的任何技术来沉积和/或干燥浆料。
作为电绝缘体和机械支架两者操作的多孔聚合物隔板22夹在负电极14与正电极16之间，以防止两个电极14、16之间的物理接触以及短路的发生。除了提供两个电极14、16之间的物理障碍之外，多孔聚合物隔板22确保锂离子(通过图1中的黑点识别)通过填充其孔的凝胶电解质12。这帮助确保锂基电池10适当地运作。
多孔聚合物隔板22可为聚烯烃膜。聚烯烃可为均聚物(来源于单个单体成分)或杂聚物(来源于一个以上单体成分)，且可为线性或分支的。如果采用来源于两个单体成分的杂聚物，聚烯烃可假定任何共聚物链布置，包括嵌段共聚物或无规共聚物的布置。如果聚烯烃是来源于两个以上的单体成分的杂聚物，这同样成立。作为实例，聚烯烃膜可由聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、PE和PP的混合物，或PE和/或PP的多层结构多孔膜形成。
在其他实例中，多孔聚合物隔板22可由选自以下各项的另一聚合物形成：聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚偏二氟乙烯(PVdF)、聚酰胺(尼龙)、聚氨基甲酸酯、聚碳酸酯、聚酯、聚醚醚酮(PEEK)、聚醚砜(PES)、聚酰亚胺(PI)、聚酰胺-酰亚胺、聚醚、聚甲醛(例如，缩醛)、聚对苯二甲酸丁二酯、聚萘二甲酸乙二醇、聚丁烯、丙烯腈-丁二烯苯乙烯共聚物(ABS)、聚苯乙烯共聚物、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚氯乙烯(PVC)、聚硅氧烷聚合物(例如聚二甲基硅氧烷(PDMS))、聚苯并咪唑(PBI)、聚苯并恶唑(PBO)、聚苯(例如，PARMAXTM(密西西比聚合物技术有限公司、贝圣路易斯、密西西比州))、聚芳醚酮、聚八氟环丁烷、聚四氟乙烯(PTFE)、聚偏二氟乙烯共聚物和三元聚合物、聚偏二氯乙烯、聚氟乙烯、液晶聚合物(例如，VECTRANTM(赫斯特公司、德国)、(杜邦公司、威明顿市、特拉华州)、聚(对-羟基苯甲酸)、聚芳酰胺、聚苯醚、和/或其组合。在另一实例中，多孔聚合物隔板22可选自聚烯烃(例如PE和/或PP)与上述聚合物中的一者或多者的组合。
多孔聚合物隔板22可含有由干式或湿式工艺制造的单层或多层层压板。例如，单层的聚烯烃和/或其他列出的聚合物可构成多孔聚合物隔板22的整体。然而，作为另一实例，多个离散层的相同或不同的聚烯烃和/或聚合物可聚集到多孔聚合物隔板22中。在一个实例中，可将聚合物中的一者或多者的离散层涂布在聚烯烃的离散层上以形成多孔聚合物隔板22。此外，可在多孔聚合物隔板22中进一步包括聚烯烃(和/或其他聚合物)层和任何其他可选聚合物层作为纤维层，以帮助为多孔聚合物隔板22提供适当的结构和多孔特性。其他合适的多孔聚合物隔板22包括附接有陶瓷层的层，以及在聚合物基质(即，有机-无机合成矩阵)中具有陶瓷填料的层。
如图1所示，多孔聚合物隔板22浸泡在凝胶电解质12中。为了浸泡隔板22，可将包括锂盐、溶剂以及氟化单体(具有或没有交联剂和引发剂)的凝胶电解质前驱物注入到隔板22的孔中。接着可将电池10暴露于较高温度，从而使凝胶形成。
如上所述，凝胶电解质前驱物包括锂盐、溶剂和氟化单体，且可另外包括氟化交联剂和引发剂。图1中遍及凝胶电解质12所展示的线在氟化单体包括在凝胶电解质前驱物中且没有氟化交联剂和引发剂时表示聚合的和/或交联的氟化单体，且还在氟化交联剂和引发剂与氟化单体一起包括在凝胶电解质前驱物中时表示聚合的和/或交联的氟化单体。
如图1所示，锂基电池10还包括连接负电极14与正电极16的可中断外部电路24。锂基电池10还可支持可操作地连接到外部电路24的载荷装置26。当锂基电池10正在放电时，载荷装置26接收来自通过外部电路24的电流的电能的馈入。虽然载荷装置26可为众多已知的电动装置，耗电载荷装置26的几个具体实例包括用于混合动力车辆或纯电动车辆的电动机、膝上型计算机、蜂窝式电话和无绳电动工具。然而，载荷装置26还可为发电设备，其对锂基电池10进行充电以用于存储能量。例如，风车和太阳能电池板不定地和/或间歇地产生电力的趋势常常导致存储剩余能量用于稍后使用的需要。
锂基电池10还可包括广泛范围的其他部件，虽然在此处未描绘，但仍是本领域技术人员已知的。例如，锂基电池10可包括外壳、垫圈、端子、凸片和任何其他期望的部件或材料，上述各项可位于负电极14与正电极16之间或周围以用于性能相关或其他实用的目的。此外，锂基电池10的尺寸和形状以及其主要部件的设计和化学构成可取决于其被设计所用的特定应用而变化。例如，电池供电汽车和手持式消费性电子产品装置是锂基电池10将最有可能被设计成不同尺寸、容量和功率输出规范的两个例子。如果载荷装置26如此要求，锂基电池10还可与其他类似的锂基电池串联和/或并联连接，以产生较大的电压输出和电流(如果并联布置)或电压(如果串联布置)。
锂基电池16通常通过在负电极14与正电极16之间可逆地传递锂离子来运作。在完全充电状态，电池10的电压处于最大值(通常在2.0V到5.0V的范围中)；而在完全放电状态，电池10的电压处于最小值(通常在0V到2.0V的范围中)。本质上，正电极16和负电极14中的活性材料的费米能级在电池运作期间改变，且因此两电极之间的差异被称作电池电压。电池电压在放电期间降低，且费米能级变得接近彼此。在充电期间，逆变过程正在发生，其中电池电压随着费米能级被驱动分开而增加。在电池放电期间，外部载荷装置26使电子电流在外部电路24中流动，其流动方向使费米能级之间的差异(且相应地，电池电压)减小。在电池充电期间发生逆变：电池充电器促使电子电流在外部电路24中流动，其流动方向使费米能级之间的差异(且相应地，电池电压)增加。
在放电的开始，锂基电池10的负电极14含有高浓度的嵌入锂，而正电极16相对耗尽。当负电极14含有充分较高的相对量的嵌入锂时，锂基电池10可通过在外部电路24闭合以连接负电极14和正电极16时发生的可逆的电化学反应而产生有益的电流。闭合外部电路24在此类环境下的建立致使从负电极14提取嵌入锂。所提取的锂原子在其离开负电极凝胶电解质界面处的插入主体时分裂成锂离子(通过黑点识别)和电子(e-)。
正电极16与负电极14之间的化学势差(范围从约2.0V到约5.0V，取决于电极14、16的确切化学成分)驱使通过负电极14处的插入锂的氧化而产生的电子(e-)通过外部电路24朝向正电极16。锂离子同时被携带通过凝胶电解质12朝向正电极16。流经外部电路24的电子(e-)和迁移跨越凝胶电解质12中的多孔聚合物隔板22的锂离子最终在正电极16处协调并形成嵌入锂。通过外部电路24的电流可被利用并引导经过载荷装置26，直到负电极14中的嵌入锂的能级降到可行能级以下或者对电能的需要停止。
锂基电池10可在其可用容量的部分或全放电之后再充电。为了对锂基电池10进行充电，外部电池充电器连接到正电极16和负电极14以驱使电池放电电化学反应的逆变。在再充电期间，电子(e-)流经外部电路24返回朝向负电极14，且锂离子被电解质携带跨越凝胶电解质12中的多孔聚合物隔板22返回朝向负电极14。电子(e-)和锂离子在负电极14处重聚，因此为其补充嵌入锂用于下一电池放电循环期间的消耗。
可用以对锂基电池10充电的外部电池充电器可取决于锂基电池10的尺寸、构造和具体最终用途而变化。一些合适的外部电池充电器包括插到AC壁装电源插座中的电池充电器和机动车辆交流发电机。
遍及说明书中对“一个实例”、“另一实例”、“实例”等的引用意味着结合实例描述的特定元件(例如，特征、结构和/或特性)包括在本文所述的至少一个实例中，且可能或不可存在于其他实例中。另外，应理解，用于任何实例的所描述元件可在各种实例中以任何合适的方式进行组合，除非上下文以其他方式清楚指出。
应理解，本文提供的范围包括所规定范围和任何值或者所规定范围内的子范围。例如，从约50重量％高达约95重量％的范围应被解释为不仅包括从约50重量％高达约95重量％的明确列举界限，而且包括个别值，例如55重量％、62重量％、75.2重量％等，以及子范围，例如从约50重量％到约80重量％、从约65重量％到约85重量％等。此外，当利用“约”来描述值时，这意味着包含所规定值的微小变化(高达+/-10％)。
在对本文公开的实例进行描述和要求权利保护时，单数形式“一”和“所述”包括复数指示物，除非上下文以其他方式清楚指出。
虽然已详细描述了若干实例，但应当理解，可对所公开的实例进行修改。因此，以上描述应被视为非限制性的。

Claims (10)

1.一种凝胶电解质前驱物，其包含：
锂盐；
溶剂；
氟化单体；
氟化交联剂；以及
引发剂。
2.如权利要求1所述的凝胶电解质前驱物，其中所述氟化单体是氟化丙烯酸甲酯。
3.如权利要求2所述的凝胶电解质前驱物，其中所述氟化丙烯酸甲酯是2-(三氟甲基)丙烯酸甲酯、2-(三氟甲基)丙烯酸叔-丁酯或其组合。
4.如权利要求1所述的凝胶电解质前驱物，其中所述氟化交联剂是2,2,3,3-四氟丁烷-1,4-二丙烯酸酯或者2,2,3,3,4,4-六氟-1,5-二丙烯酸戊酯。
5.如权利要求1所述的凝胶电解质前驱物，其中所述引发剂是偶氮二异丁腈、过氧化二苯甲酰或其组合。
6.如权利要求1所述的凝胶电解质前驱物，其中所述锂盐是LiPF6、LiBF4、LiN(CF3SO2)2、LiN(FSO2)2、LiB(C2O4)2、LiBF2(C2O4)、LiClO4、LiAlCl4、LiI、LiBr、LiSCN、LiB(C6H5)4、LiAsF6、LiCF3SO3、LiPF3(C2F5)3、LiPF4(CF3)2、LiPF4(C2O4)、LiPF3(CF3)3、LiSO3CF3、LiNO3或其组合。
7.如权利要求1所述的凝胶电解质前驱物，其中所述溶剂是碳酸二甲酯、氟代碳酸乙烯酯、碳酸亚乙酯、碳酸丙烯酯、碳酸甲乙酯、碳酸二乙酯、碳酸丁烯酯、甲酸甲酯、乙酸甲酯、丙酸甲酯、γ-丁内酯、γ戊内酯、1,2-二甲氧基乙烷、1,2-二乙氧基乙烷、乙氧基甲氧基乙烷、四氢呋喃、2-甲基四氢呋喃或其组合。
8.如权利要求1所述的凝胶电解质前驱物，其中由所述凝胶电解质前驱物形成的凝胶电解质的黏度范围从约10mPa S到约10,000mPa S。
9.如权利要求1所述的凝胶电解质前驱物，其中所述氟化单体、所述氟化交联剂和所述引发剂一起可占所述凝胶电解质前驱物的总重量％的从约2重量％到约20重量％。
10.如权利要求1所述的凝胶电解质前驱物，其中：
所述锂盐以范围从基于所述凝胶电解质前驱物的总重量％的约5重量％到约50重量％的量而存在；
所述溶剂以范围从基于所述凝胶电解质前驱物的所述总重量％的约50重量％到约95重量％的量而存在；
所述氟化单体以范围从基于所述凝胶电解质前驱物的所述总重量％的约1重量％到约10重量％的量而存在；
所述氟化交联剂以范围从基于所述凝胶电解质前驱物的所述总重量％的约0.1重量％到约5重量％的量而存在；并且
所述引发剂以范围从基于所述凝胶电解质前驱物的所述总重量％的约0.000001重量％到约1重量％的量而存在。
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