CN108028424B - 用于凝胶聚合物电解质的组合物和凝胶聚合物电解质 - Google Patents
用于凝胶聚合物电解质的组合物和凝胶聚合物电解质 Download PDFInfo
- Publication number
- CN108028424B CN108028424B CN201780003249.XA CN201780003249A CN108028424B CN 108028424 B CN108028424 B CN 108028424B CN 201780003249 A CN201780003249 A CN 201780003249A CN 108028424 B CN108028424 B CN 108028424B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- formula
- polymer electrolyte
- gel polymer
- compound represented
- group
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000005518 polymer electrolyte Substances 0.000 title claims abstract description 87
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 57
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims abstract description 81
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 claims description 31
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 27
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 claims description 15
- 229910003002 lithium salt Inorganic materials 0.000 claims description 13
- 159000000002 lithium salts Chemical class 0.000 claims description 13
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 claims description 13
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 claims description 12
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-M acrylate group Chemical group C(C=C)(=O)[O-] NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 10
- 125000001118 alkylidene group Chemical group 0.000 claims description 8
- CERQOIWHTDAKMF-UHFFFAOYSA-M methacrylate group Chemical group C(C(=C)C)(=O)[O-] CERQOIWHTDAKMF-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 8
- 239000003505 polymerization initiator Substances 0.000 claims description 8
- WEVYAHXRMPXWCK-UHFFFAOYSA-N Acetonitrile Chemical compound CC#N WEVYAHXRMPXWCK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 claims description 4
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 claims description 4
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 claims description 4
- 150000005676 cyclic carbonates Chemical class 0.000 claims description 3
- 150000002170 ethers Chemical class 0.000 claims description 3
- 150000002576 ketones Chemical class 0.000 claims description 3
- 150000003951 lactams Chemical class 0.000 claims description 3
- 150000002596 lactones Chemical class 0.000 claims description 3
- 239000011356 non-aqueous organic solvent Substances 0.000 claims description 3
- 150000003462 sulfoxides Chemical class 0.000 claims description 3
- 229910017048 AsF6 Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910016848 F2SO2 Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910016861 F9SO3 Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 150000001450 anions Chemical class 0.000 claims description 2
- 150000004649 carbonic acid derivatives Chemical class 0.000 claims description 2
- 229910001914 chlorine tetroxide Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910001387 inorganic aluminate Inorganic materials 0.000 claims description 2
- VLTRZXGMWDSKGL-UHFFFAOYSA-M perchlorate Chemical compound [O-]Cl(=O)(=O)=O VLTRZXGMWDSKGL-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 25
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 21
- SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N N-Methylpyrrolidone Chemical compound CN1CCCC1=O SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 18
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 18
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 16
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 16
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 14
- -1 lithium nickel cobalt transition metals Chemical class 0.000 description 13
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 12
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 11
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 11
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 11
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 10
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 8
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 description 8
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 7
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 7
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 7
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 7
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 description 7
- MYWOJODOMFBVCB-UHFFFAOYSA-N 1,2,6-trimethylphenanthrene Chemical compound CC1=CC=C2C3=CC(C)=CC=C3C=CC2=C1C MYWOJODOMFBVCB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000002033 PVDF binder Substances 0.000 description 6
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000006183 anode active material Substances 0.000 description 6
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 6
- 229920002981 polyvinylidene fluoride Polymers 0.000 description 6
- 239000007774 positive electrode material Substances 0.000 description 6
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 5
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 5
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 5
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 5
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 5
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 5
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 5
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 5
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 5
- OZAIFHULBGXAKX-UHFFFAOYSA-N 2-(2-cyanopropan-2-yldiazenyl)-2-methylpropanenitrile Chemical compound N#CC(C)(C)N=NC(C)(C)C#N OZAIFHULBGXAKX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- HCLJOFJIQIJXHS-UHFFFAOYSA-N 2-[2-[2-(2-prop-2-enoyloxyethoxy)ethoxy]ethoxy]ethyl prop-2-enoate Chemical compound C=CC(=O)OCCOCCOCCOCCOC(=O)C=C HCLJOFJIQIJXHS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 description 4
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229920002943 EPDM rubber Polymers 0.000 description 4
- KMTRUDSVKNLOMY-UHFFFAOYSA-N Ethylene carbonate Chemical compound O=C1OCCO1 KMTRUDSVKNLOMY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 description 4
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 4
- ZQMIGQNCOMNODD-UHFFFAOYSA-N diacetyl peroxide Chemical compound CC(=O)OOC(C)=O ZQMIGQNCOMNODD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- JBTWLSYIZRCDFO-UHFFFAOYSA-N ethyl methyl carbonate Chemical compound CCOC(=O)OC JBTWLSYIZRCDFO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 4
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 4
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 4
- 239000007773 negative electrode material Substances 0.000 description 4
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 4
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 4
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 4
- RUOJZAUFBMNUDX-UHFFFAOYSA-N propylene carbonate Chemical compound CC1COC(=O)O1 RUOJZAUFBMNUDX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000012719 thermal polymerization Methods 0.000 description 4
- OZAIFHULBGXAKX-VAWYXSNFSA-N AIBN Substances N#CC(C)(C)\N=N\C(C)(C)C#N OZAIFHULBGXAKX-VAWYXSNFSA-N 0.000 description 3
- XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N Ethyl acetate Chemical compound CCOC(C)=O XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 description 3
- 239000010408 film Substances 0.000 description 3
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 3
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 3
- 229940006487 lithium cation Drugs 0.000 description 3
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 3
- XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N tin dioxide Chemical compound O=[Sn]=O XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 3
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 3
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- ZZXUZKXVROWEIF-UHFFFAOYSA-N 1,2-butylene carbonate Chemical compound CCC1COC(=O)O1 ZZXUZKXVROWEIF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RCEJCSULJQNRQQ-UHFFFAOYSA-N 2-methylbutanenitrile Chemical compound CCC(C)C#N RCEJCSULJQNRQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- SBLRHMKNNHXPHG-UHFFFAOYSA-N 4-fluoro-1,3-dioxolan-2-one Chemical compound FC1COC(=O)O1 SBLRHMKNNHXPHG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- JHWGFJBTMHEZME-UHFFFAOYSA-N 4-prop-2-enoyloxybutyl prop-2-enoate Chemical compound C=CC(=O)OCCCCOC(=O)C=C JHWGFJBTMHEZME-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- FIHBHSQYSYVZQE-UHFFFAOYSA-N 6-prop-2-enoyloxyhexyl prop-2-enoate Chemical compound C=CC(=O)OCCCCCCOC(=O)C=C FIHBHSQYSYVZQE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004342 Benzoyl peroxide Substances 0.000 description 2
- OMPJBNCRMGITSC-UHFFFAOYSA-N Benzoylperoxide Chemical compound C=1C=CC=CC=1C(=O)OOC(=O)C1=CC=CC=C1 OMPJBNCRMGITSC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- HLISIFFIBBESMN-UHFFFAOYSA-N C(C=C)(=O)O.C(C=C)(=O)O.C(C=C)(=O)O.C=CC Chemical compound C(C=C)(=O)O.C(C=C)(=O)O.C(C=C)(=O)O.C=CC HLISIFFIBBESMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 229920002134 Carboxymethyl cellulose Polymers 0.000 description 2
- OIFBSDVPJOWBCH-UHFFFAOYSA-N Diethyl carbonate Chemical compound CCOC(=O)OCC OIFBSDVPJOWBCH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XTHFKEDIFFGKHM-UHFFFAOYSA-N Dimethoxyethane Chemical compound COCCOC XTHFKEDIFFGKHM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N Dimethylsulphoxide Chemical compound CS(C)=O IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920002153 Hydroxypropyl cellulose Polymers 0.000 description 2
- 229910003936 Li(Ni0.5Mn0.3Co0.2)O2 Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910012820 LiCoO Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910002993 LiMnO2 Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910003005 LiNiO2 Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002202 Polyethylene glycol Substances 0.000 description 2
- 229920000265 Polyparaphenylene Polymers 0.000 description 2
- 239000004372 Polyvinyl alcohol Substances 0.000 description 2
- XBDQKXXYIPTUBI-UHFFFAOYSA-M Propionate Chemical compound CCC([O-])=O XBDQKXXYIPTUBI-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 229920002472 Starch Polymers 0.000 description 2
- WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N Tetrahydrofuran Chemical compound C1CCOC1 WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- DAKWPKUUDNSNPN-UHFFFAOYSA-N Trimethylolpropane triacrylate Chemical compound C=CC(=O)OCC(CC)(COC(=O)C=C)COC(=O)C=C DAKWPKUUDNSNPN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000006230 acetylene black Substances 0.000 description 2
- 239000011149 active material Substances 0.000 description 2
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 2
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000006256 anode slurry Substances 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 235000019400 benzoyl peroxide Nutrition 0.000 description 2
- WMWLMWRWZQELOS-UHFFFAOYSA-N bismuth(iii) oxide Chemical compound O=[Bi]O[Bi]=O WMWLMWRWZQELOS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 description 2
- 239000006257 cathode slurry Substances 0.000 description 2
- 239000006231 channel black Substances 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 2
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 2
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 2
- YQHLDYVWEZKEOX-UHFFFAOYSA-N cumene hydroperoxide Chemical compound OOC(C)(C)C1=CC=CC=C1 YQHLDYVWEZKEOX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 2
- LSXWFXONGKSEMY-UHFFFAOYSA-N di-tert-butyl peroxide Chemical compound CC(C)(C)OOC(C)(C)C LSXWFXONGKSEMY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 125000004386 diacrylate group Chemical group 0.000 description 2
- NJLLQSBAHIKGKF-UHFFFAOYSA-N dipotassium dioxido(oxo)titanium Chemical compound [K+].[K+].[O-][Ti]([O-])=O NJLLQSBAHIKGKF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VUPKGFBOKBGHFZ-UHFFFAOYSA-N dipropyl carbonate Chemical compound CCCOC(=O)OCCC VUPKGFBOKBGHFZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 2
- 239000011267 electrode slurry Substances 0.000 description 2
- FKRCODPIKNYEAC-UHFFFAOYSA-N ethyl propionate Chemical compound CCOC(=O)CC FKRCODPIKNYEAC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920001973 fluoroelastomer Polymers 0.000 description 2
- 239000006232 furnace black Substances 0.000 description 2
- YBMRDBCBODYGJE-UHFFFAOYSA-N germanium dioxide Chemical compound O=[Ge]=O YBMRDBCBODYGJE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000001863 hydroxypropyl cellulose Substances 0.000 description 2
- 235000010977 hydroxypropyl cellulose Nutrition 0.000 description 2
- 238000001453 impedance spectrum Methods 0.000 description 2
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 2
- 239000003273 ketjen black Substances 0.000 description 2
- 239000006233 lamp black Substances 0.000 description 2
- 239000011244 liquid electrolyte Substances 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- TZIHFWKZFHZASV-UHFFFAOYSA-N methyl formate Chemical compound COC=O TZIHFWKZFHZASV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KKQAVHGECIBFRQ-UHFFFAOYSA-N methyl propyl carbonate Chemical compound CCCOC(=O)OC KKQAVHGECIBFRQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 125000004430 oxygen atom Chemical group O* 0.000 description 2
- 229920001223 polyethylene glycol Polymers 0.000 description 2
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 description 2
- 229920000036 polyvinylpyrrolidone Polymers 0.000 description 2
- 239000001267 polyvinylpyrrolidone Substances 0.000 description 2
- 235000013855 polyvinylpyrrolidone Nutrition 0.000 description 2
- 239000004627 regenerated cellulose Substances 0.000 description 2
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 2
- 239000008107 starch Substances 0.000 description 2
- 235000019698 starch Nutrition 0.000 description 2
- 229920003048 styrene butadiene rubber Polymers 0.000 description 2
- 229920005608 sulfonated EPDM Polymers 0.000 description 2
- BFKJFAAPBSQJPD-UHFFFAOYSA-N tetrafluoroethene Chemical group FC(F)=C(F)F BFKJFAAPBSQJPD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- TXEYQDLBPFQVAA-UHFFFAOYSA-N tetrafluoromethane Chemical compound FC(F)(F)F TXEYQDLBPFQVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000006234 thermal black Substances 0.000 description 2
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 2
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 2
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 description 2
- FYYZTOOGFNLGII-UHFFFAOYSA-N (1,6-dihydroxy-1-prop-2-enoyloxyhexyl) prop-2-enoate Chemical compound OCCCCCC(O)(OC(=O)C=C)OC(=O)C=C FYYZTOOGFNLGII-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FVQMJJQUGGVLEP-UHFFFAOYSA-N (2-methylpropan-2-yl)oxy 2-ethylhexaneperoxoate Chemical compound CCCCC(CC)C(=O)OOOC(C)(C)C FVQMJJQUGGVLEP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LZDKZFUFMNSQCJ-UHFFFAOYSA-N 1,2-diethoxyethane Chemical compound CCOCCOCC LZDKZFUFMNSQCJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RYHBNJHYFVUHQT-UHFFFAOYSA-N 1,4-Dioxane Chemical compound C1COCCO1 RYHBNJHYFVUHQT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DURPTKYDGMDSBL-UHFFFAOYSA-N 1-butoxybutane Chemical compound CCCCOCCCC DURPTKYDGMDSBL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LGJCFVYMIJLQJO-UHFFFAOYSA-N 1-dodecylperoxydodecane Chemical compound CCCCCCCCCCCCOOCCCCCCCCCCCC LGJCFVYMIJLQJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HFZLSTDPRQSZCQ-UHFFFAOYSA-N 1-pyrrolidin-3-ylpyrrolidine Chemical compound C1CCCN1C1CNCC1 HFZLSTDPRQSZCQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RNFJDJUURJAICM-UHFFFAOYSA-N 2,2,4,4,6,6-hexaphenoxy-1,3,5-triaza-2$l^{5},4$l^{5},6$l^{5}-triphosphacyclohexa-1,3,5-triene Chemical group N=1P(OC=2C=CC=CC=2)(OC=2C=CC=CC=2)=NP(OC=2C=CC=CC=2)(OC=2C=CC=CC=2)=NP=1(OC=1C=CC=CC=1)OC1=CC=CC=C1 RNFJDJUURJAICM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VUAXHMVRKOTJKP-UHFFFAOYSA-M 2,2-dimethylbutanoate Chemical compound CCC(C)(C)C([O-])=O VUAXHMVRKOTJKP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- TZJQCUDHKUWEFU-UHFFFAOYSA-N 2,2-dimethylpentanenitrile Chemical compound CCCC(C)(C)C#N TZJQCUDHKUWEFU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WYGWHHGCAGTUCH-UHFFFAOYSA-N 2-[(2-cyano-4-methylpentan-2-yl)diazenyl]-2,4-dimethylpentanenitrile Chemical compound CC(C)CC(C)(C#N)N=NC(C)(C#N)CC(C)C WYGWHHGCAGTUCH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MTPIZGPBYCHTGQ-UHFFFAOYSA-N 2-[2,2-bis(2-prop-2-enoyloxyethoxymethyl)butoxy]ethyl prop-2-enoate Chemical compound C=CC(=O)OCCOCC(CC)(COCCOC(=O)C=C)COCCOC(=O)C=C MTPIZGPBYCHTGQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- IQQVCMQJDJSRFU-UHFFFAOYSA-N 2-ethyl-2-(hydroxymethyl)propane-1,3-diol;prop-2-enoic acid Chemical compound OC(=O)C=C.OC(=O)C=C.OC(=O)C=C.OC(=O)C=C.CCC(CO)(CO)CO IQQVCMQJDJSRFU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JWUJQDFVADABEY-UHFFFAOYSA-N 2-methyltetrahydrofuran Chemical compound CC1CCCO1 JWUJQDFVADABEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YEJRWHAVMIAJKC-UHFFFAOYSA-N 4-Butyrolactone Chemical compound O=C1CCCO1 YEJRWHAVMIAJKC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 101100317222 Borrelia hermsii vsp3 gene Proteins 0.000 description 1
- FERIUCNNQQJTOY-UHFFFAOYSA-M Butyrate Chemical compound CCCC([O-])=O FERIUCNNQQJTOY-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- LVDFCLKIAOFLKP-UHFFFAOYSA-N C(C=C)(=O)O.C(C=C)(=O)O.C(C=C)(=O)O.C(C=C)(=O)O.C=CC.C=CC.C=CC Chemical compound C(C=C)(=O)O.C(C=C)(=O)O.C(C=C)(=O)O.C(C=C)(=O)O.C=CC.C=CC.C=CC LVDFCLKIAOFLKP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000925 Cd alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000881 Cu alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YIVJZNGAASQVEM-UHFFFAOYSA-N Lauroyl peroxide Chemical compound CCCCCCCCCCCC(=O)OOC(=O)CCCCCCCCCCC YIVJZNGAASQVEM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000733 Li alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910004427 Li(Ni0.7Mn0.15Co0.15)O2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910004437 Li(Ni0.8Mn0.1Co0.1)O2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910007969 Li-Co-Ni Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910012709 LiCo1-Y2MnY2O2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910032387 LiCoO2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910014370 LiMn2-zNizO4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910014552 LiMn2−zNizO4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910014170 LiNi1-Y1CoY1O2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910014380 LiNi1-yMnyO2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910014946 LiNi1−yMnyO2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910013872 LiPF Inorganic materials 0.000 description 1
- 101150058243 Lipf gene Proteins 0.000 description 1
- 229910002097 Lithium manganese(III,IV) oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910015103 LixWO2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910006555 Li—Co—Ni Inorganic materials 0.000 description 1
- RJUFJBKOKNCXHH-UHFFFAOYSA-N Methyl propionate Chemical compound CCC(=O)OC RJUFJBKOKNCXHH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- AIYJVANJHMBVPV-UHFFFAOYSA-N N(=NC(C#N)(CC)C)C(C#N)(CC)C.N(=NC(C#N)(CC)C)C(C#N)(CC)C Chemical compound N(=NC(C#N)(CC)C)C(C#N)(CC)C.N(=NC(C#N)(CC)C)C(C#N)(CC)C AIYJVANJHMBVPV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NXPZICSHDHGMGT-UHFFFAOYSA-N [Co].[Mn].[Li] Chemical compound [Co].[Mn].[Li] NXPZICSHDHGMGT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PFYQFCKUASLJLL-UHFFFAOYSA-N [Co].[Ni].[Li] Chemical compound [Co].[Ni].[Li] PFYQFCKUASLJLL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KLARSDUHONHPRF-UHFFFAOYSA-N [Li].[Mn] Chemical compound [Li].[Mn] KLARSDUHONHPRF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SOXUFMZTHZXOGC-UHFFFAOYSA-N [Li].[Mn].[Co].[Ni] Chemical compound [Li].[Mn].[Co].[Ni] SOXUFMZTHZXOGC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZYXUQEDFWHDILZ-UHFFFAOYSA-N [Ni].[Mn].[Li] Chemical compound [Ni].[Mn].[Li] ZYXUQEDFWHDILZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FDLZQPXZHIFURF-UHFFFAOYSA-N [O-2].[Ti+4].[Li+] Chemical compound [O-2].[Ti+4].[Li+] FDLZQPXZHIFURF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KXKVLQRXCPHEJC-UHFFFAOYSA-N acetic acid trimethyl ester Natural products COC(C)=O KXKVLQRXCPHEJC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001252 acrylic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 1
- HSFWRNGVRCDJHI-UHFFFAOYSA-N alpha-acetylene Natural products C#C HSFWRNGVRCDJHI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NDPGDHBNXZOBJS-UHFFFAOYSA-N aluminum lithium cobalt(2+) nickel(2+) oxygen(2-) Chemical class [Li+].[O--].[O--].[O--].[O--].[Al+3].[Co++].[Ni++] NDPGDHBNXZOBJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LJCFOYOSGPHIOO-UHFFFAOYSA-N antimony pentoxide Inorganic materials O=[Sb](=O)O[Sb](=O)=O LJCFOYOSGPHIOO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000411 antimony tetroxide Inorganic materials 0.000 description 1
- GHPGOEFPKIHBNM-UHFFFAOYSA-N antimony(3+);oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Sb+3].[Sb+3] GHPGOEFPKIHBNM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910021383 artificial graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 1
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 229910000417 bismuth pentoxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000740 bleeding effect Effects 0.000 description 1
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 239000006182 cathode active material Substances 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 1
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CKFRRHLHAJZIIN-UHFFFAOYSA-N cobalt lithium Chemical compound [Li].[Co] CKFRRHLHAJZIIN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 239000006258 conductive agent Substances 0.000 description 1
- 229920001940 conductive polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 238000006297 dehydration reaction Methods 0.000 description 1
- 238000009831 deintercalation Methods 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- IEJIGPNLZYLLBP-UHFFFAOYSA-N dimethyl carbonate Chemical compound COC(=O)OC IEJIGPNLZYLLBP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 description 1
- 238000003487 electrochemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000007772 electrode material Substances 0.000 description 1
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 description 1
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 125000004185 ester group Chemical group 0.000 description 1
- 229940093499 ethyl acetate Drugs 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 239000006260 foam Substances 0.000 description 1
- WBJINCZRORDGAQ-UHFFFAOYSA-N formic acid ethyl ester Natural products CCOC=O WBJINCZRORDGAQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 230000005251 gamma ray Effects 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 1
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 239000001307 helium Substances 0.000 description 1
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 description 1
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 238000009830 intercalation Methods 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N iron(III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]=O JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000003475 lamination Methods 0.000 description 1
- YADSGOSSYOOKMP-UHFFFAOYSA-N lead dioxide Inorganic materials O=[Pb]=O YADSGOSSYOOKMP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XMFOQHDPRMAJNU-UHFFFAOYSA-N lead(II,IV) oxide Inorganic materials O1[Pb]O[Pb]11O[Pb]O1 XMFOQHDPRMAJNU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000001989 lithium alloy Substances 0.000 description 1
- RSNHXDVSISOZOB-UHFFFAOYSA-N lithium nickel Chemical compound [Li].[Ni] RSNHXDVSISOZOB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VGYDTVNNDKLMHX-UHFFFAOYSA-N lithium;manganese;nickel;oxocobalt Chemical class [Li].[Mn].[Ni].[Co]=O VGYDTVNNDKLMHX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 229940017219 methyl propionate Drugs 0.000 description 1
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- YKYONYBAUNKHLG-UHFFFAOYSA-N n-Propyl acetate Natural products CCCOC(C)=O YKYONYBAUNKHLG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QYZFTMMPKCOTAN-UHFFFAOYSA-N n-[2-(2-hydroxyethylamino)ethyl]-2-[[1-[2-(2-hydroxyethylamino)ethylamino]-2-methyl-1-oxopropan-2-yl]diazenyl]-2-methylpropanamide Chemical compound OCCNCCNC(=O)C(C)(C)N=NC(C)(C)C(=O)NCCNCCO QYZFTMMPKCOTAN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910021382 natural graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012299 nitrogen atmosphere Substances 0.000 description 1
- 239000004745 nonwoven fabric Substances 0.000 description 1
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 1
- 150000001451 organic peroxides Chemical class 0.000 description 1
- 125000002467 phosphate group Chemical group [H]OP(=O)(O[H])O[*] 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 229920005735 poly(methyl vinyl ketone) Polymers 0.000 description 1
- 229920001197 polyacetylene Polymers 0.000 description 1
- 230000000379 polymerizing effect Effects 0.000 description 1
- 229920000098 polyolefin Polymers 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 229940090181 propyl acetate Drugs 0.000 description 1
- 238000000197 pyrolysis Methods 0.000 description 1
- 238000010526 radical polymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002516 radical scavenger Substances 0.000 description 1
- 238000012827 research and development Methods 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 125000001424 substituent group Chemical group 0.000 description 1
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 description 1
- WYKYCHHWIJXDAO-UHFFFAOYSA-N tert-butyl 2-ethylhexaneperoxoate Chemical compound CCCCC(CC)C(=O)OOC(C)(C)C WYKYCHHWIJXDAO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N tetrahydrofuran Natural products C=1C=COC=1 YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 229910052723 transition metal Inorganic materials 0.000 description 1
- NQPDZGIKBAWPEJ-UHFFFAOYSA-N valeric acid Chemical compound CCCCC(O)=O NQPDZGIKBAWPEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000013585 weight reducing agent Substances 0.000 description 1
- 229910052724 xenon Inorganic materials 0.000 description 1
- FHNFHKCVQCLJFQ-UHFFFAOYSA-N xenon atom Chemical compound [Xe] FHNFHKCVQCLJFQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
- H01M10/056—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes
- H01M10/0564—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes the electrolyte being constituted of organic materials only
- H01M10/0565—Polymeric materials, e.g. gel-type or solid-type
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
- H01M10/052—Li-accumulators
- H01M10/0525—Rocking-chair batteries, i.e. batteries with lithium insertion or intercalation in both electrodes; Lithium-ion batteries
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
- H01M10/056—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes
- H01M10/0564—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes the electrolyte being constituted of organic materials only
- H01M10/0566—Liquid materials
- H01M10/0568—Liquid materials characterised by the solutes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
- H01M10/056—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes
- H01M10/0564—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes the electrolyte being constituted of organic materials only
- H01M10/0566—Liquid materials
- H01M10/0569—Liquid materials characterised by the solvents
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M2300/00—Electrolytes
- H01M2300/0017—Non-aqueous electrolytes
- H01M2300/0065—Solid electrolytes
- H01M2300/0082—Organic polymers
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M2300/00—Electrolytes
- H01M2300/0085—Immobilising or gelification of electrolyte
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
Abstract
本发明涉及一种用于凝胶聚合物电解质的组合物、一种利用该组合物制备的凝胶聚合物电解质和一种包括该凝胶聚合物电解质的电化学装置，且具体地说，提供一种包括低聚物在内的用于凝胶聚合物电解质的组合物，所述低聚物包括由式1表示的化合物和由式2表示的化合物，提供一种利用该组合物制备的凝胶聚合物电解质，并且提供一种包括该凝胶聚合物电解质的电化学装置。
Description
技术领域
相关申请的交叉引用
本申请要求于2016年3月30日提交的韩国专利申请第10-2016-0038574号的权益和优先权，通过引用将上述专利申请的公开内容作为整体结合在此。
技术领域
本发明涉及用于凝胶聚合物电解质的组合物、通过将该组合物进行聚合而制备的凝胶聚合物电解质、和包括该凝胶聚合物电解质的电化学装置。
背景技术
近年来，储能技术的应用已扩展到手机、摄像机、笔记本电脑和电动汽车，这导致对电池的深入研究和开发。
在这方面，电化学装置是最受关注的主题之一。具体地，由于最近电子器件变得小型化和轻量化的趋势，对具有较小尺寸和较轻重量且能够以高容量充放电的锂二次电池的开发已成为关注的焦点。
一般而言，当用在二次电池中时，液体电解质、凝胶聚合物电解质和固体聚合物电解质以该相应的顺序提高了二次电池的安全性。另一方面，电池的性能按该相应的顺序下降。由于这样劣化的电池性能，导致引入固体聚合物电解质的二次电池尚未商业化。
由于凝胶聚合物电解质具有比固体聚合物电解质更好的电化学稳定性，电池的厚度可保持不变，且由于凝胶相的固有粘性之故，电极与电解质之间的接触极好，因此能够制造薄膜型电池。
然而，由于包括凝胶聚合物电解质在内的二次电池仍包含非水有机溶剂，因此热稳定性和泄漏的问题并没有完全解决，且诸如锂离子导电性之类的电池性能特征比液体电解质电池的电池性能特征更差，因而其商业化仍旧受到限制。
[现有技术文献]
日本专利第5197000号
韩国专利第10-0744835号。
发明内容
技术问题
设计本发明以解决上述问题，本发明的第一个目的是提供一种凝胶聚合物电解质组合物。
此外，本发明的第二个目的是提供一种通过使所述组合物固化而制备的凝胶聚合物电解质，以提高阻燃性、热稳定性和减小电阻。
此外，本发明的第三个目的是提供一种包括所述凝胶聚合物电解质在内的电化学装置。
技术方案
为了实现上述目的，根据本发明的实施方式，提供一种凝胶聚合物电解质组合物，包括：锂盐；有机溶剂；聚合引发剂；由下式1表示的化合物；和由下式2表示的化合物。
(式1)
在式1中，
R和R’各自独立地表示具有1至5个碳原子的线性或非线性次烷基，
R1和R2各自独立地表示具有1至5个碳原子的线性或非线性烷基、-(O)CCH＝CH2或-(O)C(CH3)C＝CH2，
R3为丙烯酸酯基(-O(O)CCH＝CH2)或甲基丙烯酸酯基(-O(O)C(CH3)C＝CH2)，
n1、n2和n3各自独立地表示0至9的整数，且
m为0至3的整数。
(式2)
在式2中，
R”和R”’各自独立地表示具有1至5个碳原子的线性或非线性次烷基，
R4、R5和R6各自独立地表示丙烯酸酯基(-O(O)CCH＝CH2)或甲基丙烯酸酯基(-O(O)C(CH3)C＝CH2)，且
o为0至9的整数。
基于凝胶聚合物电解质组合物的总重量，由式1表示的化合物和由式2表示的化合物可以0.5重量％至20重量％，具体地为2.0重量％至10重量％的量被包括。
在此，由式1表示的化合物与由式2表示的化合物的重量比可在1:50至50:1，具体地为1:10至10:1，且更具体地为1:4至4:1的范围内。
此外，根据本发明的实施方式，提供一种凝胶聚合物电解质，包括：锂盐；有机溶剂；和通过由式1表示的化合物和由式2表示的化合物的聚合反应而制备的低聚物。
此外，根据本发明的实施方式，提供一种电化学装置，包括：正极；负极；插置在正极和负极之间的隔板；以及通过使本发明所述的凝胶聚合物电解质组合物固化而制备的凝胶聚合物电解质。
所述电化学装置包括锂二次电池。
有益效果
根据本发明的实施方式，当提供通过由式1表示的化合物与由式2表示的化合物之间的聚合反应而制备的低聚物在内的凝胶聚合物电解质时，能够制备出具有提高的容量和在诸如优异的电化学稳定性、阻燃性、反应性、机械强度和锂离子导电性之类的性能特征方面的各种改进的电化学装置。
具体实施方式
下文中，将详细地描述本发明，以帮助理解本发明。应当理解的是，本说明书和所附权利要求书中使用的术语不应解释为受限于通常的意义和字典的意义，而是应基于允许发明人为了最佳解释适当地定义术语的原则根据与本发明的技术方面对应的意义和概念来解释。
具体地说，在本发明的实施方式中，提供一种凝胶聚合物电解质组合物，包括：锂盐；有机溶剂；聚合引发剂；由下式1表示的化合物；和由下式2表示的化合物。
(式1)
在式1中，
R和R’各自独立地表示具有1至5个碳原子的线性或非线性次烷基，
R1和R2各自独立地表示具有1至5个碳原子的线性或非线性烷基、-(O)CCH＝CH2、或-(O)C(CH3)C＝CH2，
R3为丙烯酸酯基(-O(O)CCH＝CH2)或甲基丙烯酸酯基(-O(O)C(CH3)C＝CH2)，
n1、n2和n3各自独立地表示0至9的整数，且
m为0至3的整数。
(式2)
在式2中，
R”和R”’各自独立地表示具有1至5个碳原子的线性或非线性次烷基，
R4、R5和R6各自独立地表示丙烯酸酯基(-O(O)CCH＝CH2)或甲基丙烯酸酯基(-O(O)C(CH3)C＝CH2)，且
o为0至9的整数。
由式1表示的化合物的具体实例包括选自由以下式1a至1c表示的化合物构成的组中的一种或多种化合物。
(式1a)
(式1b)
(式1c)
由于包括酯基在内，因此由式1表示的化合物与用作电解质溶剂的碳酸酯和线性饱和酯具有极好的亲和力，并且能够防止在充电和放电期间可能发生的电解质溶剂渗出。
此外，由于由式1表示的化合物包含许多具有极性的氧原子，因此聚合物电解质的锂离子导电性能够得以提高。
具体地说，由于由式1表示的化合物包含一个或多个(甲基)丙烯酸酯基作为取代基，因此聚合反应可以以各种形式进行。因此，可形成平面结构或三维网络结构的聚合物网络，以改善凝胶聚合物电解质的机械强度。
此外，由式2表示的化合物的具体实例包括选自由以下式2a和2b表示的化合物构成的组中的一种或多种化合物。
(式2a)
(式2b)
由式2表示的化合物包括作为阻燃官能团的磷酸酯基和至少两个或更多个(甲基)丙烯酸酯，因而可通过聚合反应形成三维网络结构的聚合物网络，其为凝胶聚合物电解质的基本骨架。因此，凝胶聚合物电解质的机械强度能够得以提高，且提高电化学稳定性、热稳定性和阻燃性的效果能够达到。
此外，由于由式2表示的化合物包含许多具有极性的氧原子，因此聚合物电解质的锂离子导电性能够得以提高。
具体地说，由式2表示的化合物通过热解转化为磷酸，且由该转化后的磷酸发生脱水反应而形成交联。因此，可以抑制氧流入电解质中并抑制有机溶剂的燃烧。
在根据本发明实施方式的凝胶聚合物电解质组合物中，基于所述凝胶聚合物电解质组合物的总重量，由式1表示的化合物和由式2表示的化合物可以0.5重量％至20重量％，具体地为2.0重量％至10重量％的量被包括。
当由式1表示的化合物和由式2表示的化合物的总含量小于0.5重量％时，难以合成凝胶聚合物电解质中的低聚物且很难凝胶化，因而所得凝胶聚合物电解质的机械特性可能会劣化。当由式1表示的化合物和由式2表示的化合物的总含量大于20重量％时，电解质中的电解质溶剂的含量下降，且未聚合的由式1表示的化合物和由式2表示的化合物残留在电解质中，使得电阻增加，由此电池的锂离子导电性可能会下降。因此，电池的性能可能会劣化。
此外，在根据本发明实施方式的凝胶聚合物电解质组合物中，所述凝胶聚合物电解质组合物中存在的由式1表示的化合物与由式2表示的化合物的重量比可在1:50至50:1，具体地为1:10至10:1，且更具体地为1:4至4:1的范围内。
当由式1表示的化合物与由式2表示的化合物的相对含量比在上述范围内时，能够形成具有优异的相稳定性的凝胶聚合物电解质，以制备出具有诸如低电阻、高离子电导率、和高锂(Li)阳离子迁移数之类的各种改良特性的二次电池。另一方面，当由式1表示的化合物与由式2表示的化合物的相对含量比超出上述范围时，因与溶剂的相容性下降导致难以制备具有优异的物理特性的凝胶聚合物电解质，且可制备出具有低离子电导率和Li阳离子迁移数的二次电池。
此外，在本发明的凝胶聚合物电解质组合物中，所述锂盐可以是在用于锂二次电池的电解质中常规使用的任意锂盐。例如，所述锂盐可包括Li+作为阳离子，并且包括选自由F-、Cl-、Br-、I-、NO3 -、N(CN)2 -、BF4 -、ClO4 -、AlO4 -、AlCl4 -、PF6 -、SbF6 -、AsF6 -、BF2C2O4 -、BC4O8 -、(CF3)2PF4 -、(CF3)3PF3 -、(CF3)4PF2 -、(CF3)5PF-、(CF3)6P-、CF3SO3 -、C4F9SO3 -、CF3CF2SO3 -、(CF3SO2)2N-、(F2SO2)2N-、CF3CF2(CF3)2CO-、(CF3SO2)2CH-、CF3(CF2)7SO3 -、CF3CO2 -、CH3CO2 -、SCN-、和(CF3CF2SO2)2N-构成的组中的一种或多种作为阴离子。根据需要，可使用单一锂盐或使用两种以上的锂盐的组合。所使用的锂盐的含量可适当地改变以在通常使用的范围内，但是为了获得在电极表面上形成最佳抗腐蚀膜的效果，锂盐可以0.8M至1.5M的浓度被包含在电解质组合物中。
此外，在本发明的凝胶聚合物电解质组合物中，所述聚合引发剂是经热而分解以形成自由基并通过自由基聚合来引发可聚合单体进行交联的组分，且基于100重量份的包括由式1表示的化合物和由式2表示的化合物在内的化合物的总重量，所述聚合引发剂可以0.01重量份至5重量份的量被包括。
所述聚合引发剂的非限制性实例包括：有机过氧化物，诸如过氧化苯甲酰(benzoyl peroxide)、过氧化乙酰(acetyl peroxide)、过氧化二月桂酰(dilaurylperoxide)、二叔丁基过氧化物(di-tert-butylperoxide)、叔丁基过氧-2-乙基-己酸酯(t-butyl peroxy-2-ethyl-hexanoate)、过氧化氢异丙苯(cumyl hydroperoxide)、过氧化氢(hydrogen peroxide)或类似物；或偶氮化合物(azocompounds)，诸如2,2’-偶氮双(2-氰基丁烷)(2,2’-azobis(2-cyanobutane))、2,2-偶氮双(甲基丁腈)(2,2-azobis(methylbutyronitrile))、2,2’-偶氮双(异丁腈)(2,2’-azobis(isobutyronitrile)，AIBN)、2,2’-偶氮双二甲基-戊腈(2,2’-azobis dimethyl-valeronitrile，AMVN)、或类似物。
此外，在本发明的凝胶聚合物电解质组合物中，所述有机溶剂没有特别限制，只要其是在典型电解质的生产中使用的非水有机溶剂即可，有机溶剂的代表性实例包括环状碳酸酯、直链碳酸酯、醚、酯、亚砜、乙腈、内酯、内酰胺、酮等。
环状碳酸酯的实例包括碳酸乙烯酯(EC)、碳酸丙烯酯(PC)、碳酸丁烯酯(BC)、氟代碳酸乙烯酯(FEC)等。
直链碳酸酯的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。
醚的实例包括二丁基醚、四氢呋喃、2-甲基四氢呋喃、1,4-二氧六环、1,2-二甲氧基乙烷、1,2-二乙氧基乙烷等。酯的实例包括甲酸甲酯、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，亚砜的实例包括二甲亚砜或类似物。
内酯的实例包括γ-丁内酯(GBL)，内酰胺的实例包括N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)，酮的实例包括聚甲基乙烯基酮。此外，也可使用上述有机溶剂的卤素衍生物。这些有机溶剂可单独使用或组合使用。
根据本发明实施方式的凝胶聚合物电解质组合物可进一步包括在其末端具有两个或更多个双键的第一添加剂以增强反应性。
所述第一添加剂的代表性实例包括四乙二醇二丙烯酸酯(tetraethylene glycoldiacrylate)、聚乙二醇二丙烯酸酯(polyethylene glycol diacrylate，重均分子量为50至20,000)、1,4-丁二醇二丙烯酸酯(1,4-butanediol diacrylate)、1,6-己二醇二丙烯酸酯(1,6-hexandiol diacrylate)、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(trimethylolpropanetriacrylate)、三羟甲基丙烷乙氧基化三丙烯酸酯(trimethylolpropane ethoxylatetriacrylate)、三羟甲基丙烷丙氧基化三丙烯酸酯(trimethylolpropane propoxylatetriacrylate)、二(三羟甲基丙烷)四丙烯酸酯(ditrimethylolpropane tetraacrylate)、季戊四醇四丙烯酸酯(pentaerythritol tetraacrylate)、季戊四醇乙氧基化四丙烯酸酯(pentaerythritol ethoxylate tetraacrylate)、二季戊四醇五丙烯酸酯(dipentaerythritol pentaacrylate)、二季戊四醇六丙烯酸酯(dipentaerythritolhexaacrylate)、和类似物，这些单体可单独使用或以它们中的两种以上组合使用。
以100重量份的凝胶聚合物电解质组合物计，第一添加剂可以10重量份以内的量被包括。当第一添加剂的含量超过10重量份时，不仅形成稠密的凝胶聚合物，而且由于电解质的电解质溶剂含量太少导致电池的离子导电性下降，并且电池的性能可能会劣化。
根据本发明实施方式的凝胶聚合物电解质组合物可进一步包括第二添加剂，以确保增加阻燃性、减小电阻等的效果。
以100重量份的凝胶聚合物电解质组合物计，第二添加剂可以10重量份以内的量被包括。当第二添加剂的含量超过10重量份时，不仅形成稠密的凝胶聚合物，而且由于电解质的电解质溶剂含量太少导致电池的离子导电性下降，并且电池的性能可能会劣化。
此外，根据本发明的实施方式，可提供通过使所述凝胶聚合物电解质组合物固化而制备的凝胶聚合物电解质。
在此，所述凝胶聚合物电解质可包括通过由式1表示的化合物和由式2表示的化合物之间的聚合反应而生成的低聚物。
所述低聚物可被包括并浸渍在电解质中，所述电解质为包含锂盐的有机溶剂。
此外，根据本发明的实施方式，提供一种电化学装置，包括：正极；负极；插置在正极和负极之间的隔板；以及通过使本发明所述的凝胶聚合物电解质组合物固化而制备的凝胶聚合物电解质。
在此，所述电化学装置包括在其中进行电化学反应的所有装置，其实例包括原电池、二次电池、燃料电池、太阳能电池、电容器等。其中，二次电池可以是锂二次电池，锂二次电池的非限制性实例可包括锂金属二次电池、锂离子二次电池、锂聚合物二次电池、和锂离子聚合物二次电池。
在此，本发明的凝胶聚合物电解质可根据相关领域中已知的常规方法藉由使上述凝胶聚合物电解质组合物固化而形成。例如，所述凝胶聚合物电解质可通过执行经由注入到电化学装置中的凝胶聚合物电解质组合物的热聚合的原位聚合反应进行固化而形成。
根据更优选的实施方式，所述电化学装置可通过以下方法制造，所述方法包括：(a)将通过缠绕正极、负极、以及设置在正极和负极之间的隔板形成的电极组件插入电化学装置的壳体中；和(b)将本发明的凝胶聚合物电解质组合物注入壳体中并藉由聚合反应而进行固化以形成凝胶聚合物电解质。
所述聚合反应可经由加热、电子束、或γ射线处理以及室温或高温老化处理进行。在聚合反应为热聚合的情形中，可消耗大约20分钟到12小时，热聚合可在40℃至100℃的温度下进行。
本发明的聚合反应优选地在惰性条件(inert condition)下进行。当聚合反应在惰性条件下进行时，由于自由基与作为大气中存在的自由基(radical)清除剂的氧之间的反应从根本上被阻断，因此可以将聚合反应的程度(exten of reaction)提高到几乎没有未反应单体存在的程度。因此，能够防止由残留在电池内部的大量未反应单体导致的充电和放电性能的劣化。
作为惰性条件，可使用相关领域中已知的具有低反应性的气体，且特别地，可使用选自由氮气、氩气、氦气和氙气构成的组中的至少一种惰性气体。
此外，可利用相关领域中已知的常规方法来制备包括在锂二次电池中的正极和负极。例如，通过将正极活性材料与溶剂、粘合剂、导电材料和根据需要的分散剂进行混合并搅拌以制备正极活性材料浆料，然后将所述浆料涂覆到金属集电器上，进行压制和干燥以制备正极。
正极活性材料是能够可逆地嵌入和脱嵌锂的化合物，具体地说，可包括含有锂和一种以上诸如钴、锰、镍、或铝之类的金属在内的锂复合金属氧化物。更具体地说，锂复合金属氧化物的实例包括：锂锰基氧化物，诸如LiMnO2、LiMn2O4、和类似物；锂钴基氧化物，诸如LiCoO2；锂镍基氧化物，诸如LiNiO2；锂镍锰基氧化物，诸如LiNi1-YMnYO2(其中0<Y<1)、LiMn2-zNizO4(其中0<z<2)和类似物；锂镍钴基氧化物，诸如LiNi1-Y1CoY1O2(其中0<Y1<1)；锂锰钴基氧化物，诸如LiCo1-Y2MnY2O2(其中0＜Y2＜1)、LiMn2-z1Coz1O4(其中0<Z1<2)和类似物；锂镍锰钴基氧化物，诸如Li(NipCoqMnr1)O2(其中0<p<1,0<q<1,0<r1<1,p+q+r1＝1)、或Li(Nip1Coq1Mnr2)O4(其中0<p1<2,0<q1<2,0<r2<2,p1+q1+r2＝2)；锂镍钴过渡金属(M)的氧化物，诸如Li(Nip2Coq2Mnr3Ms2)O2(其中M选自由Al、Fe、V、Cr、Ti、Ta、Mg、和Mo构成的组，且p2、q2、r3和s2各自独立地表示元素的原子分数，0<p2<1,0<q2<1,0<r3<1,0<s2<1,且p2+q2+r3+s2＝1)和类似物，可包括这些化合物中的一种或两种以上。其中，就改善电池的容量特性和稳定性而言，所述锂复合金属氧化物可以是LiCoO2、LiMnO2、LiNiO2、锂镍锰钴氧化物(诸如Li(Ni0.6Mn0.2Co0.2)O2、Li(Ni0.5Mn0.3Co0.2)O2、Li(Ni0.8Mn0.1Co0.1)O2、和类似物)、或锂镍钴铝氧化物(诸如Li(Ni0.8Co0.15Al0.05)O2和类似物)。考虑到由控制形成锂复合金属氧化物的组成元素的类型和含量比产生的显著改善，所述锂复合金属氧化物可以是Li(Ni0.6Mn0.2Co0.2)O2、Li(Ni0.5Mn0.3Co0.2)O2、Li(Ni0.7Mn0.15Co0.15)O2、L(iNi0.8Mn0.1Co0.1)O2、和类似物，可使用这些化合物中的一种或两种以上组成的混合物。
基于正极浆料中的固体的总重量，正极活性材料可以80重量％至99重量％的量被包括。
基于正极浆料中的固体的总重量，导电材料一般以1重量％至30重量％的量被添加。
可使用任何导电材料而没有特别限制，只要其不在电池中引起不良的化学变化且具有适当的导电性即可。合适的导电材料的实例包括：石墨；碳基材料，诸如炭黑、乙炔黑、Ketjen黑、槽法炭黑、炉法炭黑、灯黑、和热炭黑；导电纤维，诸如碳纤维和金属纤维；金属粉末，诸如氟化碳粉末、铝粉、和镍粉；导电晶须，诸如氧化锌和钛酸钾；导电金属氧化物，诸如钛氧化物；和聚苯撑衍生物。市售导电材料的具体实例可包括：各种乙炔黑系列产品(Chevron Chemical Company)；Denka black(Denka Singapore Private Limited或GulfOil Company)；Ketjen黑EC系列产品(Armak Company)；Vulcan XC-72(Cabot Company)、和Super P(Timcal Graphite&Carbon)、和类似者。
粘合剂是有助于活性材料与导电剂之间的结合以及有助于与集电器的结合的组分，以正极浆料中的固体的总重量计，粘合剂一般以1重量％至30重量％的量被包括。粘合剂的实例包括聚偏二氟乙烯(PVDF)、聚乙烯醇、羧甲基纤维素(CMC)、淀粉、羟丙基纤维素、再生纤维素、聚乙烯吡咯烷酮、四氟乙烯、聚乙烯、聚丙烯、乙烯-丙烯-二烯三元共聚物(EPDM)、磺化的EPDM、丁苯橡胶、氟橡胶、各种共聚物等。
溶剂可包括诸如N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)之类的有机溶剂，且溶剂可以当包括正极活性材料以及可选地粘合剂和导电材料时获得较好的粘度的量被使用。例如，可包括溶剂以使得在包括正极活性材料以及可选地粘合剂和导电材料在内的浆料中，溶剂中的固体含量在50重量％至95重量％，优选地为70重量％至90重量％的范围内。
此外，可通过在负极集电器上形成负极混合物层来制备负极。
可通过涂覆包括负极活性材料、粘合剂、导电材料、溶剂和类似物在内的浆料，然后对所述浆料进行干燥和挤压来形成负极混合物层。
负极集电器一般被制造成具有3μm至500μm的厚度。可使用任何负极集电器而没有特别限制，只要其不在电池中引起化学变化且提供高导电性即可。负极集电器的实例包括铜、不锈钢、铝、镍、钛、烧结碳、或经碳、镍、钛、或银表面处理过的铜或不锈钢、铝镉合金和类似者。类似于正极集电器，负极集电器可在其表面上包括细微的不规则结构，以增强对负极活性材料的粘附性。此外，负极集电器可以以各种形式使用，诸如膜、片、箔、网、多孔体、泡沫体、和无纺布体。
负极活性材料可以是可用于常规电化学装置的负极的常规负极活性材料，其非限制性实例没有特别限制。本发明中可使用的负极活性材料的代表性实例除锂钛氧化物(LTO)之外，可进一步包括：碳，诸如非石墨化碳和石墨化碳；LixFe2O3(0≤x≤1)、LixWO2(0≤x≤1)、锂金属；锂合金；硅系合金；锡系合金；金属氧化物，诸如SnO、SnO2、PbO、PbO2、Pb2O3、Pb3O4、Sb2O3、Sb2O4、Sb2O5、GeO、GeO2、Bi2O3、Bi2O4、和Bi2O5；导电聚合物，诸如聚乙炔；和Li-Co-Ni基材料。
此外，可以使用可嵌入和脱嵌锂并且具有相对于锂小于2v的电位的诸如TiO2、SnO2等的金属氧化物，但本发明并不限于此。具体地说，可优选地使用诸如石墨、碳纤维(carbonfiber)、活性碳等的碳材料。
基于负极浆料中的固体的总重量，负极活性材料可以80重量％至99重量％的量被包括。
粘合剂是有助于导电材料、活性材料、与集电器之间的结合的组分，且基于负极浆料的固体的总重量，粘合剂一般以1重量％至30重量％的量被包括。粘合剂的实例包括聚偏二氟乙烯(PVDF)、聚乙烯醇、羧甲基纤维素(CMC)、淀粉、羟丙基纤维素、再生纤维素、聚乙烯吡咯烷酮、四氟乙烯、聚乙烯、聚丙烯、乙烯-丙烯-二烯三元共聚物(EPDM)、磺化的EPDM、丁苯橡胶、氟橡胶、各种共聚物等。
导电材料是进一步提高负极活性材料的导电性的组分，且基于负极浆料的固体的总重量，导电材料通常以1重量％至20重量％的量被添加。可使用任何导电材料而没有特别限制，只要其不在电池中引起化学变化且提供适当的导电性即可。导电材料的实例包括：石墨，诸如天然石墨或人工石墨；炭黑，诸如乙炔黑、Ketjen黑、槽法炭黑、炉法炭黑、灯黑、和热炭黑；导电纤维，诸如碳纤维和金属纤维；金属粉末，诸如氟化碳粉末、铝粉、和镍粉；导电晶须，诸如氧化锌和钛酸钾；导电金属氧化物，诸如钛氧化物；和聚苯撑衍生物。
溶剂可包括水或诸如N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)、醇等的有机溶剂，且溶剂可以当包括负极活性材料以及可选地粘合剂和导电材料时获得较好的粘度的量被使用。例如，可包括溶剂以使得在包括负极活性材料以及可选地粘合剂和导电材料在内的浆料中，溶剂的固体含量在50重量％至95重量％，优选地为70重量％至90重量％的范围内。
集电器是具有高导电性的金属和电极活性材料的浆料可容易地与之粘附的金属。可使用任何金属，只要该金属在电池的电压范围内不具有反应性即可。具体地说，正极集电器的实例包括铝、镍、或由它们的组合形成的箔，负极集电器的非限制性实例可包括铜、金、镍、铜合金、或由它们的组合形成的箔。
此外，隔板的形式没有特别限制，但可优选地使用多孔隔板。多孔隔板的非限制性实例包括聚丙烯多孔隔板、聚乙烯多孔隔板、或聚烯烃基多孔隔板。此外，将隔板应用于电池中的方法可包括常见的隔板和电极的缠绕法(winding)、层压(堆叠，laminiation,stack)法、和折叠(folding)法、等等。
本发明的电化学装置的外观没有限制，可以是使用罐的圆柱型、棱柱型、袋(pouch)型、或硬币(coin)型等。
实施方式
下文中，将参照实施例和比较例更加详细地描述本发明。然而，以下实施例用于对本发明进行说明，本发明的范围不受本文阐述的实施例的限制。
实施例
实施例1.
(凝胶聚合物电解质组合物的制备)
在碳酸乙烯酯(EC)：碳酸丙烯酯(PC)：碳酸甲乙酯(EMC)的重量比等于1:1:1的有机溶剂中，将LiPF6溶解在有机溶剂中，使其浓度为1M，从而制备非水溶剂。之后，加入95.489g非水溶剂、0.5g的式1a的化合物、4g的式2a的化合物、和作为聚合引发剂的0.011g的AIBN，以制备凝胶聚合物电解质组合物。
(正极的制备)
将作为正极活性材料的LiCoO2、作为导电材料的炭黑、和作为粘合剂的PVDF以94:3:3的重量比混合，然后向其中加入作为溶剂的N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)，从而制备正极混合物浆料(固体含量：87重量％)。将正极混合物浆料涂覆到作为正极集电器的厚度为约20μm的铝(Al)薄膜上并进行干燥，从而制备正极，随后对正极进行辊压。
(负极的制备)
分别将作为负极活性材料的炭粉、作为粘合剂的PVDF、和作为导电材料的炭黑以96:3:1的重量比进行混合，然后将该混合物添加到作为溶剂的NMP中，从而制备负极混合物浆料(固体含量：89重量％)。将负极混合物浆料涂覆到作为负极集电器的厚度为约10μm的铜(Cu)薄膜上并进行干燥，从而制备负极，随后对负极进行辊压(roll press)。
(电池的制备)
使用正极、负极、和包括聚丙烯/聚乙烯/聚丙烯(PP/PE/PP)三层在内的隔板组装出一电池，将所制备的凝胶聚合物电解质组合物注入到所组装的电池中，随后在氮气气氛下于80℃进行热聚合4小时，从而最终制备出包括凝胶聚合物电解质在内的锂二次电池。
实施例2.
按照与实施例1相同的方式制备凝胶聚合物电解质组合物和包括所述凝胶聚合物电解质组合物在内的凝胶聚合物锂二次电池，不同之处在于：包括式2b的化合物代替式2a的化合物。
实施例3.
按照与实施例1相同的方式制备凝胶聚合物电解质组合物和包括所述凝胶聚合物电解质组合物在内的凝胶聚合物锂二次电池，不同之处在于：包括0.5g的式1b的化合物和4g的式2a的化合物。
实施例4.
按照与实施例3相同的方式制备凝胶聚合物电解质组合物和包括所述凝胶聚合物电解质组合物在内的凝胶聚合物锂二次电池，不同之处在于：包括式2b的化合物代替式2a的化合物。
比较例1.
按照与实施例1相同的方式制备凝胶聚合物电解质组合物和包括所述凝胶聚合物电解质组合物在内的凝胶聚合物锂二次电池，不同之处在于：不包括式1a的化合物。
比较例2.
按照与实施例1相同的方式制备凝胶聚合物电解质组合物，不同之处在于：包括69.4g的非水溶剂、0.5g的式1a的化合物、30g的式2a的化合物、和0.1g的作为聚合引发剂的AIBN。
【表1】
试验例
试验例1.聚合物电解质的离子电导率的评估
针对实施例1至4以及比较例1和2中制备的各个凝胶聚合物电解质，在1Hz至1MHz的频率范围内施加10mV的偏压，在扫描温度的同时测量电阻，由此测量室温下的离子电导率。通过AC阻抗法测得的离子电导率结果在下表2中示出。
利用Solartron 1260阻抗/增益相位分析仪(Solartron 1260 Impedance/Gain-Phase analyzer)测量离子电导率，记录从10MHz至10Hz的阻抗谱(impedance spectrum)。由以下表达式1计算离子电导率。
[表达式1]
离子电导率(S/cm)；
在表达式1中，R为测量电阻(ohm)，L为测量电极之间的长度(cm)，A为所制备的电解质膜的截面积(cm2)。
试验例2.锂阳离子迁移数的测定
针对实施例1至4以及比较例1和2中制备的各个固体聚合物电解质，在腔室中的温度稳定在25℃达30分钟之后，利用由Biological Logic Science Instruments制造的VMP3多路恒电位仪测定25℃下的锂阳离子迁移率(tLi +)，结果在下表2中示出。
可通过以下表达式2计算锂阳离子迁移数。计算锂阳离子迁移数所需的值是在锂对称电池或SUS对称电池的初始阻抗和电流衰减达到恒定状态之后，通过测定相对于阻抗和外施电压随时间减少的电流衰减值而获得的值(Electrochimica Acta 93(2013)254)。
根据试验例1的条件测定阻抗。通过监测在10mV电压下的电流下降来测量电流衰减，经证实，10小时后，电流值保持恒定。因此，恒阻抗是在施加10mV电压达10小时之后测得的电池阻抗。
[表达式2]
在表达式2中，
ΔV是外施电压的变化，例如10mV，io是初始电流，iss是处于稳定状态的电流，R0是初始电阻，RSS是处于整流状态的电阻。
试验例3.电池电阻测量
针对实施例1至4以及比较例1和2中制备的各个锂二次电池，利用阻抗分析仪(Solartron 1260A阻抗/增益-相位分析仪)通过双探针法测定25℃下的电阻。
振幅为±10mV，频率范围为0.1MHz至1MHz。在制造出上述锂二次电池过去24小时之后，测量电流密度和阻抗的变化，所测得的二次电池的电阻值结果在下表2中示出。
【表2】
参照表2，可以确认，相较于比较例1和2中制备的二次电池，实施例1至4中制备的锂二次电池在室温下具有提高的离子电导率和锂阳离子迁移数，同时藉由减小界面电阻充分地确保了安全性。
此外，在比较例2的二次电池的情形中，由于过量使用丙烯酸酯基单体导致残留未反应的成分，因此可以预测到电阻会增加且离子电导率会下降。
Claims (13)
1.一种凝胶聚合物电解质组合物，由以下组分构成：
锂盐；
有机溶剂；
聚合引发剂；
由下式1表示的化合物；和
由下式2表示的化合物：
(式1)
在式1中，
R和R’各自独立地表示具有1至5个碳原子的线性或非线性次烷基，
R1和R2各自独立地表示具有1至5个碳原子的线性或非线性烷基、-(O)CCH＝CH2或-(O)C(CH3)C＝CH2，
R3为丙烯酸酯基(-O(O)CCH＝CH2)或甲基丙烯酸酯基(-O(O)C(CH3)C＝CH2)，
n1、n2和n3各自独立地表示0至9的整数，且
m为0至3的整数，
(式2)
在式2中，
R”和R”’各自独立地表示具有1至5个碳原子的线性或非线性次烷基，
R4、R5和R6各自独立地表示丙烯酸酯基(-O(O)CCH＝CH2)或甲基丙烯酸酯基(-O(O)C(CH3)C＝CH2)，且
o为0至9的整数，
其中所述由式1表示的化合物与所述由式2表示的化合物的重量比是在1:50至50:1的范围内。
2.根据权利要求1所述的凝胶聚合物电解质组合物，其中由式1表示的化合物是选自由以下式1a至1c表示的化合物构成的组中的一种或多种化合物：
(式1a)
(式1b)
(式1c)
3.根据权利要求1所述的凝胶聚合物电解质组合物，其中由式2表示的化合物是由以下式2a或式2b表示的化合物：
(式2a)
(式2b)
4.根据权利要求1所述的凝胶聚合物电解质组合物，其中所述由式1表示的化合物和由式2表示的化合物是以基于所述凝胶聚合物电解质组合物的总重量的0.5重量％至20重量％的量被包括。
5.根据权利要求1所述的凝胶聚合物电解质组合物，其中所述由式1表示的化合物和由式2表示的化合物是以基于所述凝胶聚合物电解质组合物的总重量的2.0重量％至10重量％的量被包括。
6.根据权利要求1所述的凝胶聚合物电解质组合物，其中所述由式1表示的化合物与所述由式2表示的化合物的重量比是在1:10至10:1的范围内。
7.根据权利要求1所述的凝胶聚合物电解质组合物，其中所述锂盐包括Li+作为阳离子，并且包括选自由F-、Cl-、Br-、I-、NO3 -、N(CN)2 -、BF4 -、ClO4 -、AlO4 -、AlCl4 -、PF6 -、SbF6 -、AsF6 -、BF2C2O4 -、BC4O8 -、(CF3)2PF4 -、(CF3)3PF3 -、(CF3)4PF2 -、(CF3)5PF-、(CF3)6P-、CF3SO3 -、C4F9SO3 -、CF3CF2SO3 -、(CF3SO2)2N-、(F2SO2)2N-、CF3CF2(CF3)2CO-、(CF3SO2)2CH-、CF3(CF2)7SO3 -、CF3CO2 -、CH3CO2 -、SCN-、和(CF3CF2SO2)2N-构成的组中的一种或多种作为阴离子。
8.根据权利要求1所述的凝胶聚合物电解质组合物，其中基于100重量份的包括由式1表示的化合物和由式2表示的化合物在内的化合物的总重量，所述聚合引发剂是以0.01重量份至5重量份的量被包括。
9.根据权利要求1所述的凝胶聚合物电解质组合物，其中所述有机溶剂是选自由环状碳酸酯、直链碳酸酯、内酯、醚、酯、亚砜、乙腈、内酰胺、和酮构成的组的非水有机溶剂。
10.一种凝胶聚合物电解质，其通过使根据权利要求1所述的凝胶聚合物电解质组合物进行固化而制备。
11.根据权利要求10所述的凝胶聚合物电解质，包括通过由下式1表示的化合物和由下式2表示的化合物之间的聚合反应而制备的低聚物：
(式1)
在式1中，
R和R’各自独立地表示具有1至5个碳原子的线性或非线性次烷基，
R1和R2各自独立地表示具有1至5个碳原子的线性或非线性烷基、-(O)CCH＝CH2或-(O)C(CH3)C＝CH2，
R3为丙烯酸酯基(-O(O)CCH＝CH2)或甲基丙烯酸酯基(-O(O)C(CH3)C＝CH2)，
n1、n2和n3各自独立地表示0至9的整数，且
m为0至3的整数，
(式2)
在式2中，
R”和R”’各自独立地表示具有1至5个碳原子的线性或非线性次烷基，
R4、R5和R6各自独立地表示丙烯酸酯基(-O(O)CCH＝CH2)或甲基丙烯酸酯基(-O(O)C(CH3)C＝CH2)，且
o为0至9的整数。
12.一种电化学装置，包括：
正极；
负极；
插置在所述正极和所述负极之间的隔板；和
根据权利要求10所述的凝胶聚合物电解质。
13.根据权利要求12所述的电化学装置，其中所述电化学装置是锂二次电池。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR20160038574 | 2016-03-30 | ||
| KR10-2016-0038574 | 2016-03-30 | ||
| PCT/KR2017/003505 WO2017171442A1 (ko) | 2016-03-30 | 2017-03-30 | 겔 폴리머 전해질용 조성물, 이로부터 제조된 겔 폴리머 전해질, 및 이를 포함하는 전기화학소자 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN108028424A CN108028424A (zh) | 2018-05-11 |
| CN108028424B true CN108028424B (zh) | 2021-04-23 |
Family
ID=59966191
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201780003249.XA Active CN108028424B (zh) | 2016-03-30 | 2017-03-30 | 用于凝胶聚合物电解质的组合物和凝胶聚合物电解质 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US11431025B2 (zh) |
| EP (1) | EP3333960B1 (zh) |
| KR (1) | KR102000101B1 (zh) |
| CN (1) | CN108028424B (zh) |
| WO (1) | WO2017171442A1 (zh) |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| PL3648227T3 (pl) | 2017-12-01 | 2022-10-03 | Lg Energy Solution, Ltd. | Kompozycja żelowego elektrolitu polimerowego i zawierający ją akumulator litowy |
| US20210234195A1 (en) * | 2018-06-22 | 2021-07-29 | Grinergy Co.Ltd. | Lithium secondary battery employing gel-type polymer electrolyte and manufacturing method therefor |
| KR102465821B1 (ko) * | 2018-10-05 | 2022-11-11 | 주식회사 엘지에너지솔루션 | 고분자 전해질용 조성물 및 이로부터 제조된 고분자 전해질을 포함하는 리튬 이차전지 |
| US11978854B2 (en) | 2018-10-05 | 2024-05-07 | Lg Energy Solution, Ltd. | Composition for polymer electrolyte and lithium secondary battery including polymer electrolyte prepared therefrom |
| CN111499873A (zh) * | 2019-01-31 | 2020-08-07 | 北京卫蓝新能源科技有限公司 | 一种聚磷酸基聚合物及其制备方法和应用 |
| CN111499663B (zh) * | 2020-04-23 | 2022-09-09 | 郑州大学 | 磷酸酯类交联剂及其制备方法、磷酸酯基交联凝胶聚合物电解质及其制备方法和应用 |
| CN114188595B (zh) * | 2020-09-15 | 2024-06-25 | 珠海冠宇电池股份有限公司 | 一种固态聚合物电解质及包括该固态聚合物电解质的锂离子电池 |
| EP4310972A1 (en) * | 2022-03-29 | 2024-01-24 | Lg Energy Solution, Ltd. | Gel polymer electrolyte composition having reduced crosslinking time, secondary battery comprising same, and method for manufacturing secondary battery |
| CN114725504B (zh) * | 2022-04-29 | 2023-10-31 | 远景动力技术(江苏)有限公司 | 凝胶电解质及其应用 |
| KR20240031922A (ko) * | 2022-08-30 | 2024-03-08 | 주식회사 엘지에너지솔루션 | 전극, 전극 제조방법 및 상기 전극을 포함하는 리튬 이차전지 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101218705A (zh) * | 2005-06-09 | 2008-07-09 | 国立大学法人东京工业大学 | 锂离子电池用固体高分子电解质及锂离子电池 |
| CN103570873A (zh) * | 2013-10-23 | 2014-02-12 | 深圳新宙邦科技股份有限公司 | 一种用于凝胶聚合物电解质的组合物、凝胶聚合物电解质及电化学装置 |
| CN104380519A (zh) * | 2012-07-10 | 2015-02-25 | 株式会社Lg化学 | 包含电解质添加剂的二次电池 |
| WO2015046591A1 (ja) * | 2013-09-30 | 2015-04-02 | 日本乳化剤株式会社 | 高分子電解質およびこれを用いたリチウムイオン二次電池 |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5197000A (ja) | 1975-02-24 | 1976-08-25 | Katsuseitankyuchakutono haichihoho | |
| IL135078A0 (en) | 1999-03-17 | 2001-05-20 | Noboru Oyama | Polymer electrolyte |
| KR100572705B1 (ko) | 2003-05-19 | 2006-04-24 | 주식회사 코캄 | 리튬 2차 전지의 겔화 전해질 조성물 및 이를 이용하여제조된 리튬 2차 전지와 그 제조방법 |
| EP1745525A4 (en) * | 2004-05-10 | 2011-03-16 | Nippon Catalytic Chem Ind | MATERIAL FOR AN ELECTROLYTIC SOLUTION, ION MATERIAL CONTAINING COMPOSITION AND USE THEREOF |
| KR100744835B1 (ko) | 2006-07-26 | 2007-08-01 | 한국화학연구원 | 고분자 전해질용 포스페이트계 아크릴레이트 가교제와,이를 함유하는 고분자 전해질 조성물 |
| KR101375675B1 (ko) * | 2006-07-27 | 2014-03-19 | 니치콘 가부시키가이샤 | 이온성 화합물 |
| KR101502926B1 (ko) * | 2007-07-06 | 2015-03-17 | 삼성에스디아이 주식회사 | 리튬 이차 전지용 고분자 전해질, 및 이를 포함하는 리튬이차 전지 |
| JP6136034B2 (ja) | 2013-10-31 | 2017-05-31 | エルジー・ケム・リミテッド | ゲルポリマー電解質及びこれを含む電気化学素子 |
| JP2017114857A (ja) * | 2015-12-21 | 2017-06-29 | 日本乳化剤株式会社 | 反応型アルミン酸エステル化合物の製造方法 |
-
2017
- 2017-03-30 WO PCT/KR2017/003505 patent/WO2017171442A1/ko active Application Filing
- 2017-03-30 US US15/759,019 patent/US11431025B2/en active Active
- 2017-03-30 EP EP17775866.1A patent/EP3333960B1/en active Active
- 2017-03-30 KR KR1020170041013A patent/KR102000101B1/ko active IP Right Grant
- 2017-03-30 CN CN201780003249.XA patent/CN108028424B/zh active Active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101218705A (zh) * | 2005-06-09 | 2008-07-09 | 国立大学法人东京工业大学 | 锂离子电池用固体高分子电解质及锂离子电池 |
| CN104380519A (zh) * | 2012-07-10 | 2015-02-25 | 株式会社Lg化学 | 包含电解质添加剂的二次电池 |
| WO2015046591A1 (ja) * | 2013-09-30 | 2015-04-02 | 日本乳化剤株式会社 | 高分子電解質およびこれを用いたリチウムイオン二次電池 |
| CN103570873A (zh) * | 2013-10-23 | 2014-02-12 | 深圳新宙邦科技股份有限公司 | 一种用于凝胶聚合物电解质的组合物、凝胶聚合物电解质及电化学装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20200227781A1 (en) | 2020-07-16 |
| EP3333960A1 (en) | 2018-06-13 |
| EP3333960A4 (en) | 2018-06-13 |
| CN108028424A (zh) | 2018-05-11 |
| US11431025B2 (en) | 2022-08-30 |
| KR102000101B1 (ko) | 2019-07-16 |
| WO2017171442A1 (ko) | 2017-10-05 |
| EP3333960B1 (en) | 2020-10-21 |
| KR20170113418A (ko) | 2017-10-12 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN108028424B (zh) | 用于凝胶聚合物电解质的组合物和凝胶聚合物电解质 | |
| KR100941300B1 (ko) | 겔 폴리머 전해질 및 이를 포함하는 전기화학소자 | |
| KR101000171B1 (ko) | 겔 폴리머 전해질용 조성물 및 이로부터 제조된 겔 폴리머전해질과 이를 포함하는 전기화학소자 | |
| KR101607024B1 (ko) | 리튬 이차전지 | |
| KR102657448B1 (ko) | 이차전지용 고분자 전해질 및 이를 포함하는 리튬 이차전지 | |
| KR101950859B1 (ko) | 음극 제조방법 및 음극 | |
| US11764358B2 (en) | Method for manufacturing all solid-state battery comprising polymeric solid electrolyte and all solid-state battery obtained thereby | |
| CN108140885B (zh) | 用于凝胶聚合物电解质的组合物和凝胶聚合物电解质 | |
| KR102320015B1 (ko) | 이차전지용 고분자 전해질 및 이를 포함하는 리튬 이차전지 | |
| WO2020243948A1 (en) | In-situ polymerized polymer electrolyte for lithium ion batteries | |
| KR102391532B1 (ko) | 리튬 이차 전지용 전해질 | |
| US20210043916A1 (en) | Method for Manufacturing Electrode Comprising Polymeric Solid Electrolyte and Electrode Obtained Thereby | |
| CN111418087B (zh) | 用于二次电池的隔板和包括该隔板的锂二次电池 | |
| KR102287766B1 (ko) | 이차전지의 제조방법 | |
| KR20190088333A (ko) | 고체 전해질 전지용 전극 및 그를 포함하는 고체 전해질 전지 | |
| KR20190029373A (ko) | 겔 폴리머 전해질 조성물, 이에 의해 제조된 겔 폴리머 전해질, 및 이를 포함하는 리튬 이차전지 | |
| KR20210122995A (ko) | 전고체 전지용 음극, 이를 포함하는 전고체 전지 및 전고체 전지 제조방법 | |
| CN114051666A (zh) | 制造二次电池的方法 | |
| CN111373572B (zh) | 用于锂二次电池的隔板和包括该隔板的锂二次电池 | |
| KR20190075345A (ko) | 겔 폴리머 전해질 및 이를 포함하는 리튬 이차전지 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| TR01 | Transfer of patent right | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20211223 Address after: Seoul, South Kerean Patentee after: LG Energy Solution Address before: Seoul, South Kerean Patentee before: LG CHEM, Ltd. |