CN112103559A - 固态电解质前驱体、锂电池及制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种固态电解质前驱体、锂电池及制备方法。该固态电解质前驱体包括锂盐、分散剂、引发剂和聚合物单体；锂盐、引发剂和聚合物单体分散于分散剂中；聚合物单体包括季戊四醇四烯酸酯类和含有羟基的直链烯酸酯类，引发剂能够引发聚合物单体发生聚合，固态电解质前驱体在聚合物单体发生聚合后呈固体状态。该固态电解质前驱体能够在电池内部发生聚合，并且将其中的分散剂和锂盐留存于形成的聚合物中，有助于提高离子电导率。同时采用含有羟基的直链烯酸酯类和季戊四醇四烯酸酯类进行共聚，不仅能够进一步提高离子电导率，还能够降低电池内部的界面阻抗。

Description

固态电解质前驱体、锂电池及制备方法
技术领域
本发明涉及电池技术领域，特别是涉及一种固态电解质前驱体、锂电池及制备方法。
背景技术
二次电池已经成为目前人类日常生产、生活中的重要一环，锂离子电池是目前商用最广泛的二次电池。传统的锂离子电池通常采用电解液供锂离子的迁移和传导。
但使用了电解液的电池会存在安全隐患。例如，添加了电解液的电池用久了之后可能会出现鼓胀的现象，在发生小概率事件时，例如撞击、高温等意外，则电池有可能短路、起火或爆炸。这种安全隐患导致了电池在大规模储能领域的进一步应用。
全固态电池是解决上述安全隐患的一种途径。全固态电池就是内部所有材料都以固态形式存在的电池，其采用固态电解质以取代传统的电解液，能够有效防止锂枝晶刺穿引起的短路，同时能够避免传统的使用电解液的电池中出现的漏液、鼓胀的问题。
虽然全固态电池在使用过程中更为安全，但其自身仍存在一些问题导致其无法产业化应用。一方面，离子在固体中的传导性能远不如在液体中的传导性能，导致固态电解质的离子电导率通常要比液态电解质的离子电导率低1～3个数量级。另一方面，固态电解质与电极材料之间存在界面，离子在界面处的传导较慢，导致界面阻抗较高。这限制了全固态电池在较大倍率下的充放电性能。
发明内容
基于此，有必要提供一种能够在电池内部发生聚合形成固态电解质的固态电解质前驱体，以提高电池的离子电导率并且降低电池内部的界面阻抗，进而改善全固态电池的性能。
根据本发明的一个实施例，一种固态电解质前驱体，其包括锂盐、分散剂、引发剂和聚合物单体；所述锂盐、所述引发剂和所述聚合物单体分散于所述分散剂中；所述聚合物单体包括季戊四醇四烯酸酯类和含有羟基的直链烯酸酯类，所述引发剂能够引发所述聚合物单体发生聚合，所述固态电解质前驱体在所述聚合物单体发生聚合后呈固体状态。
在其中一个实施例中，所述季戊四醇四烯酸酯类与丙烯酸-2-羟基乙酯的质量比为1：(1～4)；所述锂盐和所述分散剂的总质量与所述聚合物的质量之比为20：(1～8)。
在其中一个实施例中，所述季戊四醇四烯酸酯类的结构如下：
Figure BDA0002636115290000021
其中，R1～R4各自独立地选自碳原子数为2～5的直链烃基，且该直链烃基中具有位于远离所连接的酯基的一侧端部的碳碳双键；和/或
所述含有羟基的直链烯酸酯类中的碳原子数为3～10。
在其中一个实施例中，所述季戊四醇四烯酸酯类为季戊四醇四丙烯酸酯；和/或
所述含有羟基的直链烯酸酯类为丙烯酸-2-羟基乙酯。
在其中一个实施例中，所述季戊四醇四烯酸酯类与所述含有羟基的直链烯酸酯类的质量比为1：(1～4)；所述锂盐和所述分散剂的总质量与所述聚合物单体的总质量之比为20：(1～8)。
在其中一个实施例中，所述锂盐在所述分散剂中的浓度为0.1mol/L～2mol/L。
在其中一个实施例中，所述锂盐选自六氟磷酸锂、四氟硼酸锂、高氯酸锂、二氟草酸硼酸锂、双草酸硼酸锂、二(三氟甲基磺酰)亚胺锂和双氟磺酰亚胺锂中的一种或多种；和/或
所述分散剂选自乙二醇二甲醚、二乙二醇二甲醚、1,3-二氧戊环、碳酸丙烯酯、碳酸乙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯和碳酸二乙酯中的一种或多种；和/或
所述引发剂选自偶氮二异丁腈和偶氮二异庚腈中的一种或两种。
在其中一个实施例中，所述引发剂能够经热引发使所述聚合物单体发生聚合。
根据本发明的一个实施例，一种锂电池的制备方法，其包括如下步骤：
将根据上述任一实施例所述的固态电解质前驱体置于正极和负极之间，使所述固态电解质前驱体中的聚合物单体引发聚合，制备形成于所述正极和所述负极之间的固态电解质。
及，一种锂电池，其包括正极、负极和固态电解质；所述固态电解质是根据上述任一实施例所述的固态电解质前驱体经引发聚合制备的固态电解质，所述固态电解质前驱体于所述正极和所述负极之间发生聚合。
更具体地，在其中一个实施例中，所述正极为硫正极，所述负极为锂负极。
上述固态电解质前驱体中包括引发剂和聚合物单体，聚合物单体是季戊四醇四烯酸酯类和含有羟基的直链烯酸酯类，在该聚合物单体发生聚合后该固态电解质前驱体形成固态，意味着该固态电解质前驱体能够在电池内部发生聚合，并且将其中的分散剂和锂盐留存于形成的聚合物中，有助于提高离子电导率。进一步，采用含有羟基的直链烯酸酯类和季戊四醇四烯酸酯类进行共聚，能够获得长链段的聚合物，提高聚合物链段的柔软度，使得形成的固态电解质与电极之间的接触更为充分，降低电池的界面阻抗。同时其中的羟基还能够与锂离子之间发生配位，从而提高锂离子在固态电解质中的迁移速率。
附图说明
图1为固态电解质前驱体及聚合后的固态电解质的示意图；
图2为各单体及对应的聚合物与共聚物的红外光谱测试图；
图3为不同电解质体系对应的电化学窗口示意图；
图4为不同电解质体系的交流阻抗测试结果示意图；
图5为不同电解质体系组装电池的倍率性能示意图；
图6为不同电解质体系组装电池的循环性能示意图。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合，本文所使用的“多”包括两个或两个以上的项目。
在本发明中，如果没有相反的说明，组合物中各组分的份数之和可以为100重量份。如果没有特别指出，本发明所述的百分数(包括重量百分数)的基准都是所述组合物的总重量。
在本文中，除非另有说明，各个反应步骤可以顺序进行，也可以不按顺序进行。例如，各个反应步骤之间可以包含其他步骤，而且反应步骤之间也可以调换顺序。这是技术人员根据常规知识和经验可以确定的。优选地，本文中的制备方法是顺序进行的。
虽然一些传统技术提出了在电池内部引发聚合以形成固态电解质的策略，但其所得的固态电解质仍然存在离子电导率较低、界面阻抗较高的问题。有鉴于此，本发明提供了一种固态电解质前驱体以使得获得的固态电解质具备较高的离子电导率和较低的界面阻抗。
根据一个实施例，一种固态电解质前驱体，其包括锂盐、分散剂、引发剂和聚合物单体；锂盐、引发剂和聚合物单体分散于分散剂中；聚合物单体包括季戊四醇四烯酸酯类和含有羟基的直链烯酸酯类，引发剂能够引发聚合物单体发生聚合，固态电解质前驱体在聚合物单体发生聚合后呈固体状态。
可以理解，该固态电解质中以锂盐作为电解质，锂盐用于提供锂离子，因而适用于需要锂离子在电解质中传输的电池体系中，例如，锂离子电池、锂金属电池、锂硫电池或锂空电池。
可以理解，该固态电解质前驱体在其中的聚合物单体发生聚合前呈液体状态，各组分均分散于分散剂中，而在其中的聚合物单体引发聚合后成为固体状态。季戊四醇四烯酸酯类和含有羟基的直链烯酸酯类发生聚合，形成交联结构的聚合物。固态电解质前驱体中的各组分，包括锂盐和分散剂均留存于该交联结构的聚合物中，并整体呈现固体状态。
季戊四醇四烯酸酯类分子结构如式：
Figure BDA0002636115290000061
其中，R1～R4各自独立地选取碳原子数为2～5的直链烃基，且该直链烃基中具有位于远离所连接的酯基的一侧端部的碳碳双键。
在其中一个具体示例中，R1～R4共同地选取碳原子数为2～5的直链烃基。进一步，该直链烃基中不具备碳碳三键且仅具有一个位于远离所连接的酯基的一侧端部的碳碳双键。
季戊四醇四烯酸酯类的四个端点具有四个碳碳双键，在聚合时形成具有三维网状结构的聚合物。该聚合物自身为固体，且能够将分散剂和锂盐固定于该聚合物分子链段之间。可以理解，经固化后形成的固态聚合物电解质中具有分散剂成分和锂盐成分，离子能够借助于其中的分散剂实现较为快速的迁移，使得该固态聚合物电解质中具有较高的离子电导率。
其中，作为一个优选的具体示例，季戊四醇四烯酸酯类是季戊四醇四丙烯酸酯。季戊四醇四丙烯酸酯的结构式为：
Figure BDA0002636115290000071
然而，季戊四醇四烯酸酯类分子形成的聚合物仍然存在以下缺点。该聚合物的三维网状结构的链段较硬，导致该固态电解质与电极之间的接触性不好，因此该固态电解质与电极之间仍然具有较高的界面阻抗。另一方面，该固态电解质的离子电导率仍然无法满足使用需求。
因而，进一步采用含有羟基的直链烯酸酯类与季戊四醇四烯酸酯类发生共聚，制备聚合物。含有羟基的直链烯酸酯类构成聚合物的部分链段，使得聚合物的链段更长，还能够降低聚合物链段的硬度，降低固态电解质和电极之间的界面阻抗。并且，锂离子与羟基之间能够发生配位吸附作用，锂离子能够借助在聚合物链段表面的羟基进行迁移，从而有效提高该固态电解质的离子电导率。
可以理解，含有羟基的直链烯酸酯类中的“直链”指的是主体碳链为直链，其中的羟基可以作为该直链碳链的支链。
在一个具体示例中，含有羟基的直链烯酸酯类中的碳原子数目是3～10。更具体地，含有羟基的直链烯酸酯类中的碳原子数目是3～5。例如，含有羟基的直链烯酸酯类是丙烯酸-2-羟基乙酯。
可以理解，对于本领域技术人员来说，其中锂盐和分散剂是可以根据实际电池体系进行适当选取的。更优选地，上述锂盐和分散剂如下。
在其中一个具体示例中，在该固态电解质前驱体中，锂盐选自六氟磷酸锂、四氟硼酸锂、高氯酸锂、二氟草酸硼酸锂、双草酸硼酸锂、双三氟甲基磺酰亚胺锂和双氟磺酰亚胺锂中的一种或多种。其中，又如，对于锂离子电池体系，锂盐可以是六氟磷酸锂、四氟硼酸锂、高氯酸锂、二氟草酸硼酸锂、双草酸硼酸锂、双三氟甲基磺酰亚胺锂和双氟磺酰亚胺锂中的一种或多种。又如，对于锂硫电池体系，锂盐可以是双三氟甲基磺酰亚胺锂和双氟磺酰亚胺锂中的一种或多种。
在其中一个具体示例中，分散剂是能够溶解上述锂盐、引发剂和聚合物单体的有机溶剂。例如，该分散剂选自乙二醇二甲醚、二乙二醇二甲醚、1,3-二氧戊环、碳酸丙烯酯、碳酸乙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯和碳酸二乙酯中的一种或多种。又如，对于锂离子电池体系，该分散剂可选自碳酸丙烯酯、碳酸乙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯和碳酸二乙酯中的一种或多种。又如，对于锂硫电池体系，该分散剂可选自乙二醇二甲醚、二乙二醇二甲醚和1,3-二氧戊环中的一种或多种。
在其中一个具体示例中，引发剂选自能够使聚合物单体发生自由基聚合的引发剂。例如，偶氮二异丁腈和偶氮二异庚腈中的一种或两种。又如，引发剂是偶氮二异丁腈。
在其中一个具体示例中，季戊四醇四烯酸酯类与含有羟基的直链烯酸酯类的质量比为1：(1～4)。例如，可选地，季戊四醇四烯酸酯类与含有羟基的直链烯酸酯类的质量比为1：(1.5～3.5)。又如，可选地，季戊四醇四烯酸酯类与含有羟基的直链烯酸酯类的质量比为1：(2～3)，举例来说，季戊四醇四烯酸酯类与含有羟基的直链烯酸酯类的质量比为1:2、1:2.2、1:2.4、1:2.6、1:2.8和1:3，以及上述各比值之间的范围。
在其中一个具体示例中，锂盐和分散剂的总质量与聚合物单体的总质量之比为20：(1～8)。例如，可选地，锂盐和分散剂的总质量与聚合物单体的总质量之比20：(2～7)。又如，可选地，锂盐和分散剂的总质量与聚合物单体的总质量之比20：(3～6)，举例来说，锂盐和分散剂的总质量与聚合物单体的总质量之比20:3、20:3.5、20:4、20:4.5、20:5、20:5.5和20:6，以及上述各比值之间的范围。
在其中一个具体示例中，锂盐在分散剂中的浓度为0.1mol/L～2mol/L。例如，可选地，锂盐在分散剂中的浓度为0.3mol/L～1.5mol/L。又如，可选地，锂盐在分散剂中的浓度为0.5mol/L～1mol/L，举例来说，锂盐在分散剂中的浓度为0.5mol/L、0.6mol/L、0.7mol/L、0.8mol/L、0.9mol/L和1mol/L，以及上述各浓度之间的范围。
在其中一个具体示例中，引发剂能够经热引发使聚合物单体发生聚合。其中，发生热引发的温度为50℃～100℃。例如，发生热引发的温度为60℃～90℃，又如，发生热引发的温度为70℃～80℃，举例来说，发生热引发的温度为70℃、72℃、74℃、76℃、78℃和80℃，以及上述各温度之间的范围。
根据一个实施例，上述固态电解质前驱体的制备方法包括如下步骤：按照预定的质量比将锂盐溶解于分散剂中，再将季戊四醇四烯酸酯类和含有羟基的直链烯酸酯类溶解于分散剂中，加入适量偶氮二异丁腈用于引发。
另一方面，根据一个实施例，一种锂电池的制备方法，其包括如下步骤。
其中，锂电池可以是锂离子电池、锂金属电池、锂硫电池或锂空电池。
将上述实施例的固态电解质前驱体置于锂电池的正极和负极之间，使所述固态电解质前驱体中的聚合物单体引发聚合，制备形成于正极和负极之间的固态电解质。
更具体地，该锂电池的制备方法包括如下步骤。
依次放置锂电池的正极及隔膜，注入适量上述实施例的固态电解质前驱体，具体地，可以根据正极中活性物质的量级正极结构进行调试，以获取该何时的量。再放置锂电池的负极。封装上述组装完整的锂电池，并置于70℃的环境下进行热引发聚合，在该锂电池内部形成固态电解质。
又如，依次放置锂电池的负极及隔膜，注入适量上述实施例的固态电解质前驱体。再放置锂电池的正极。封装上述组装完整的锂电池，并置于70℃的环境下进行热引发聚合，在该锂电池内部形成固态电解质。
又如，依次放置锂电池的正极、隔膜及负极，或依次放置锂电池的负极、隔膜及正极，向隔膜所在处注入适量上述实施例的固态电解质前驱体。封装上述组装完整的锂电池，并置于70℃的环境下进行热引发聚合，在该锂电池内部形成固态电解质。
上述实施例中的隔膜可以是聚丙烯隔膜。
另一方面，根据一个实施例，一种锂电池，其包括正极、负极和固态电解质；固态电解质是上述实施例提供的固态电解质前驱体经引发聚合制备的固态电解质，固态电解质前驱体于正极和负极之间发生聚合。
上述固态电解质前驱体中包括引发剂和聚合物单体，聚合物单体是季戊四醇四烯酸酯类和含有羟基的直链烯酸酯类，在该聚合物单体发生聚合后该固态电解质前驱体形成固态，意味着该固态电解质前驱体能够在电池内部发生聚合，并且将其中的分散剂和锂盐留存于形成的聚合物中，有助于提高离子电导率。进一步，采用含有羟基的直链烯酸酯类和季戊四醇四烯酸酯类进行共聚，能够获得长链段的聚合物，提高聚合物链段的柔软度，使得形成的固态电解质与电极之间的接触更为充分，降低电池的界面阻抗。同时其中的羟基还能够与锂离子之间发生配位，从而提高锂离子在固态电解质中的迁移速率。
上述固态电解质前驱体还特别适用于锂硫电池。
多硫离子的穿梭效应是锂硫电池中的主要问题之一。多硫离子的穿梭效应会导致电池的比容量快速衰减，电池性能恶化严重。同时，全固态锂硫电池中也存在其他全固态锂电池均存在的问题，包括固态电解质的离子电导率低、界面处阻抗高等。因此，考虑如何在提高离子电导率、降低界面阻抗的同时，还抑制多硫离子的穿梭效应，对于提高锂硫电池的综合性能大有裨益。
再一方面，根据一个实施例，一种锂硫电池，其包括硫正极、锂负极和固态电解质；固态电解质是上述实施例提供的固态电解质前驱体经引发聚合制备的固态电解质，固态电解质前驱体于硫正极和锂负极之间发生聚合。
可以理解，其中硫正极指的是含有硫材料的正极，其可以是由包括硫碳复合材料的浆料涂覆于集流体上形成的正极，正极集流体可以是铝箔或涂碳铝箔。锂负极指的是含有锂材料的负极，其可以是金属锂或铜锂复合带。
上述固态电解质中包括由直链烯酸酯类和季戊四醇四烯酸酯类形成的共聚物，其中的羟基能够抑制多硫离子的移动，因而能够抑制多硫离子由电池的正极经由电解质穿梭至电池的负极，进而抑制多硫离子的穿梭效应。
为了更易于理解及实现本发明，以下还提供了如下较易实施的、更为具体详细的试验例及对比例作为参考。通过下述具体试验例和对比例的描述及性能结果，本发明的各实施例及其优点也将显而易见。在以下各试验例与对比例中，上述电池电极被应用于锂离子电池的磷酸铁锂正极中，但这并不影响对上述电池电极的性能的判断，也不影响其用作其他电极体系或电池体系以发挥类似的效果。
如无特殊说明，以下各试验例所用的原材料皆可从市场上常规购得。
固态电解质前驱体的制备包括如下步骤。
步骤1，选取双三氟甲磺酰基亚胺锂作为锂盐，使其溶解在分散剂中，配制形成浓度为1mol/L的电解液，分散剂是体积比为1:1的乙二醇二甲醚和1，3-二氧戊环形成的混合分散剂。
步骤2，选取一定质量的季戊四醇四丙烯酸酯和丙烯酸-2-羟基乙酯，溶解于上述电解液中，其中季戊四醇四丙烯酸酯、丙烯酸-2-羟基乙酯的质量比为1:2，季戊四醇四丙烯酸酯和丙烯酸-2-羟基乙酯的总质量与电解液的总质量之比为4.5:20。
步骤3，加入适量偶氮二异丁腈，室温搅拌0.5h，制备固态电解质前驱体。
步骤4，将该固态电解质前驱体置于玻璃瓶中，并放置于70℃的烘箱中使其充分固化。测试其热失重曲线及红外光谱。
试验例1
步骤1，选用试验例1中提供的固态电解质前驱体。
步骤2，选取不锈钢片和锂片分别作为两侧极片，在两侧极片之间放置隔膜并注入适量该固态电解质前驱体，组装电池。
步骤3，将该对称电池置于70℃的烘箱中使其中的固态电解质前驱体充分固化，用于进行电化学窗口测试。
试验例2
步骤1，选用试验例1中提供的固态电解质前驱体。
步骤2，选取两片不锈钢片作为两侧极片，在两侧极片之间放置隔膜并注入适量该固态电解质前驱体，组装电池。
步骤3，将该对称电池置于70℃的烘箱中使其中的固态电解质前驱体充分固化，用于进行离子电导率测试。
试验例3
步骤1，选用试验例1中提供的固态电解质前驱体。
步骤2，获取涂布了硫碳复合材料的铝箔集流体作为硫正极，其中，硫为升华硫，碳为Super P，硫和碳的质量比为8:2；以锂片作为锂负极，以聚丙烯隔膜作为隔膜，依次于电池壳中放置正极、隔膜，并注入60μL上述固态电解质前驱体，再放置负极，组装扣式锂硫电池。
步骤3，将该扣式锂硫电池置于70℃的烘箱中使其中的固态电解质前驱体充分固化，用于进行电化学性能测试。
对比例1
对比例1所用的各材料种类、质量及制备方法与试验例1基本相同，区别仅在于固态电解质前驱体中仅有季戊四醇四丙烯酸酯一种单体，即，不采用丙烯酸-2-羟基乙酯。
对比例2
对比例2所用的各材料种类、质量及制备方法与试验例2基本相同，区别仅在于固态电解质前驱体中仅有季戊四醇四丙烯酸酯一种单体。
对比例3
对比例3所用的各材料种类、质量及制备方法与试验例3基本相同，区别仅在于固态电解质前驱体中仅有季戊四醇四丙烯酸酯一种单体。
对比例4
对比例4所用的各材料种类、质量及制备方法与试验例1基本相同，区别仅在于采用电解液而非固态电解质前驱体，其中的电解液即固态电解质前驱体中的电解液，电解液未经热固化处理步骤。
对比例5
对比例5所用的各材料种类、质量及制备方法与试验例3基本相同，区别仅在于采用电解液而非固态电解质前驱体，其中的电解液即固态电解质前驱体中的电解液，电解液未经热固化处理步骤。
对电池的性能测试包括电化学窗口性能测试、离子电导率性能测试、界面阻抗性能测试及循环和倍率性能测试。
离子电导率测试的方法为：通过电化学阻抗法测试离子电导率。其中，施加交流电的幅值为20mV，频率范围为10Hz-1MHz，已知极片的面积和厚度，可计算得到离子电导率。
图1为固态电解质前驱体(图1a，液态)及引发聚合后所得的固态电解质(图1b，固态)的光学示意图。
图2为各单体及共聚物的红外光谱示意图。其中，PETEA表示季戊四醇四丙烯酸酯，HEA表示丙烯酸-2-羟基乙酯，PPETEA表示季戊四醇四丙烯酸酯的聚合物，PHEA表示丙烯酸-2-羟基乙酯的聚合物，Copolymer表示季戊四醇四丙烯酸酯和丙烯酸-2-羟基乙酯形成的共聚物。可以发现PETEA及PPETEA中皆不具有羟基(-OH)，HEA和PHEA中皆具有羟基，Copolymer中也具有羟基，证明Copolymer是由季戊四醇四丙烯酸酯和丙烯酸-2-羟基乙酯形成的共聚物，兼具两种单体。
图3为不同电解质体系的电化学窗口测试图。
图4为不同电解质体系的交流阻抗图，其中，计算所得的试验例2及对比例2的离子电导率如表1。
表1
离子电导率(S·cm<sup>-1</sup>)
试验例2 4.6×10<sup>-4</sup>
对比例2 2.25×10<sup>-4</sup>
上述试验例3、对比例3及对比例5的电池性能测试结果可分别见于图5和图6，测试倍率为0.5C。图6中示出的各试验例及对比例的容量衰减曲线，靠上方的线表示充电比容量，靠下方的线表示放电比容量。其中试验例3的电池初始放电比容量约为820mAh/g，循环600圈后仍能保持约580mAh/g的放电比容量；对比例3的电池初始放电比容量约为800mAh/g，循环600圈后仅能保持420mAh/g的放电比容量。并且，对比例3的电池在前数十圈循环过程中初始放电比容量衰减迅速，而试验例3的电池放电比容量衰减速度较为恒定，因而试验例3的电池放电性能更为稳定。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种固态电解质前驱体，其特征在于，包括锂盐、分散剂、引发剂和聚合物单体；所述锂盐、所述引发剂和所述聚合物单体分散于所述分散剂中；所述聚合物单体包括季戊四醇四烯酸酯类和含有羟基的直链烯酸酯类，所述引发剂能够引发所述聚合物单体发生聚合，所述固态电解质前驱体在所述聚合物单体发生聚合后呈固体状态。
2.根据权利要求1所述的固态电解质前驱体，其特征在于，所述季戊四醇四烯酸酯类的结构如下：
Figure FDA0002636115280000011
其中，R1～R4各自独立地选自碳原子数为2～5的直链烃基，且该直链烃基中具有位于远离所连接的酯基的一侧端部的碳碳双键；和/或
所述含有羟基的直链烯酸酯类中的碳原子数为3～10。
3.根据权利要求2所述的固态电解质前驱体，其特征在于，所述季戊四醇四烯酸酯类为季戊四醇四丙烯酸酯；和/或
所述含有羟基的直链烯酸酯类为丙烯酸-2-羟基乙酯。
4.根据权利要求1～3任一项所述的固态电解质前驱体，其特征在于，所述季戊四醇四烯酸酯类与所述含有羟基的直链烯酸酯类的质量比为1：(1～4)；所述锂盐和所述分散剂的总质量与所述聚合物单体的总质量之比为20：(1～8)。
5.根据权利要求1～3任一项所述的固态电解质前驱体，其特征在于，所述锂盐在所述分散剂中的浓度为0.1mol/L～2mol/L。
6.根据权利要求1～3任一项所述的固态电解质前驱体，其特征在于，所述锂盐选自六氟磷酸锂、四氟硼酸锂、高氯酸锂、二氟草酸硼酸锂、双草酸硼酸锂、二(三氟甲基磺酰)亚胺锂和双氟磺酰亚胺锂中的一种或多种；和/或
所述分散剂选自乙二醇二甲醚、二乙二醇二甲醚、1,3-二氧戊环、碳酸丙烯酯、碳酸乙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯和碳酸二乙酯中的一种或多种；和/或
所述引发剂选自偶氮二异丁腈和偶氮二异庚腈中的一种或两种。
7.根据权利要求1～3任一项所述的固态电解质前驱体，其特征在于，所述引发剂能够经热引发使所述聚合物单体发生聚合。
8.一种锂电池的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
将根据权利要求1～7任一项所述的固态电解质前驱体置于所述锂电池的正极和负极之间，使所述固态电解质前驱体中的聚合物单体引发聚合，制备形成于所述正极和所述负极之间的固态电解质。
9.一种锂电池，其特征在于，包括正极、负极和固态电解质；所述固态电解质是根据权利要求1～7任一项所述的固态电解质前驱体经引发聚合制备的固态电解质，所述固态电解质前驱体于所述正极和所述负极之间发生聚合。
10.根据权利要求9所述的锂电池，其特征在于，所述正极为硫正极，所述负极为锂负极。
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