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电极保护层用聚合物和应用其的二次电池

技术摘要:
本发明涉及一种电极保护层用聚合物,其包含聚合物(A),其中在所述聚合物(A)中,包含聚亚烷氧基的单体和包含热固化性官能团或光固化性官能团的单体接枝在含氟聚合物上,并且当通过用本发明的聚合物涂布电极活性材料层并且将所得物进行热固化或光固化来制备电极时,获得  全部
背景技术:
在电化学装置中代表性地已知的二次电池指的是将外部电能在转换成化学能形 式之后进行储存并且在需要时发电的装置。还使用术语“可再充电电池”,这是因为所述电 池能够被多次充电。常用的二次电池可以包含铅蓄电池、镍镉(Ni-Cd)电池、镍氢(NiMH)蓄 电池、锂离子(Li离子)电池和锂离子聚合物(Li离子聚合物)电池。相对于一次性使用的一 次电池,二次电池提供经济优势和环境优势这两者。 随着近来无线通信技术的逐渐发展,已经要求便携式装置或汽车配件的轻量化, 并且对用作这些装置的能源的二次电池的需求已经增加。 目前主要用于笔记本电脑和智能电话的高能量密度锂二次电池包含由锂氧化物 形成的正极、碳类负极、隔膜和液态或固态电解质。随着锂二次电池的应用领域扩展到电动 车辆(EV)或储能系统(ESS),电池使用的环境变得严峻,如驱动电压增加到4.5V以上,并且 金属锂被用作负极。金属锂负极以3860mAh/g的非常高的理论比容量和-3.04V(相对于标准 氢电极)的最低电化学电位而备受关注,然而,由于诸如与电解液的副反应或锂的不均匀析 出/溶出的问题,其商业化已经被延迟。 金属锂通过与有机电解液和溶解在其中的锂盐反应而持续地形成固体电解质界 面(SEI)。在重复进行电池的充电和放电循环的同时,SEI层持续经历破坏和再生,并且新露 出的锂金属表面再次与电解液反应而引起库仑效率降低并且由于电池中锂枝晶的生长而 引起短路,这延迟了使用金属锂电极的二次电池的商业化。 作为这样的问题的解决方案,已经尝试在诸如锂金属的电极活性材料表面上涂布 稳定的人工SEI层并且通过其改善循环性能。例如,已经积极地进行了通过在锂膜上施加和 涂布聚乙炔、四乙氧基硅烷、锂磷氧氮化物、氧化铝粒子、超薄氧化铝膜等来抑制锂枝晶形 成或副反应以改善循环性能的研究。然而,在持续的电池驱动之后仍然会观测到电极保护 效果降低的现象,并且已经分析这归因于电极的锂离子电导率低,柔性低以及由不均匀的 涂膜引起的裂纹的出现。 [现有技术文献] [专利文献] (专利文献1)韩国专利申请特许公开公布第2016-0058274号(2016年5月25日), 5 CN 111587503 A 说 明 书 2/23 页 “含有通过支化键合包含聚亚丙氧基嵌段和聚亚乙氧基嵌段的嵌段共聚物而形成的聚合物 的粘结剂”。
技术实现要素:
【技术问题】 作为鉴于上述情况进行广泛研究的结果,本发明的发明人已经发现,当通过使包 含具有离子传导性的聚亚烷氧基的单体和包含热固化性官能团或光固化性官能团的单体 在具有高介电常数的含氟聚合物上接枝共聚来制备电极保护层用聚合物并且将其用于二 次电池中以保护锂金属表面或活性材料表面时,对电解液的耐化学性高,同时具有优异的 锂离子传导性,这是因为电解液中锂离子的流动不会受到锂离子传导性的抑制,并且由于 均匀且柔性的保护层的性质而抑制了在电极活性材料表面上发生的与电解液的副反应,从 而提高了二次电池的电压稳定性,并且已经完成了本发明。 因此,本发明的一个方面提供一种电极保护层用聚合物,其包含聚合物,其中在所 述聚合物中,包含聚亚烷氧基的单体和包含热固化性官能团或光固化性官能团的单体被接 枝在含氟聚合物上。 【技术方案】 根据本发明的一个方面,提供一种电极保护层用聚合物,其包含聚合物(A),其中 在所述聚合物(A)中,包含聚亚烷氧基的单体和包含热固化性官能团或光固化性官能团的 单体被接枝在含氟聚合物上。 在本发明的一个
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