【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于固态电池，具体涉及一种聚合物、锂金属负极及其制备方法和应用。
技术介绍
1、可移动电子设备和电动汽车技术的快速发展对锂离子电池提出了更高的要求，经过数十年的不断研究和发展，锂离子电池正逐渐接近其能量密度的理论极限。为了满足市场对于高能量密度电池的迫切需求，众多研究者们致力于开发下一代负极材料。相对于传统石墨负极材料372mah/g的理论比容量，锂金属的理论比容量约为石墨的10倍(3860mah/g)，并且其具有最低的还原电势(相对于标准氢电极为-3.04v)，而被誉为下一代高能量密度二次电池的“圣杯”电极。但是，枝晶状li的形成、无限大的体积膨胀以及差的循环性能阻碍了其在可充电电池中的实际应用。
2、人们提出了多种方案以解决锂负极所面临的问题，比如三维集流体、人工保护层等。cn114975880a公开了一种泡沫铜表面修饰改性构筑复合锂金属负极的方法，呈现出了优异的电化学性能。cn114335540a专利技术了一种亲锂碳骨架复合材料，避免循环过程中金属锂的体积膨胀和锂枝晶的产生。cn110071284a利用三氟化锑与锂反应生成一层致密的合金层人工保护膜，能够有效抑制锂枝晶的产生，得到稳定的锂金属负极。
3、虽然三维结构的锂金属负极被认为是缓冲体积变化的有效策略，但大的比表面积会形成更多的sei，从而消耗更多的锂和电解液，不可避免地会降低锂电池的库仑效率并导致其容量的衰减；无机保护层虽然具有较高的li+电导率和杨氏模量，但它们自身的脆性会导致与锂金属负极的弱界面接触；而普通的聚合物保护层虽然具有
技术实现思路
1、针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种聚合物、锂金属负极及其制备方法和应用，通过对反应单体的选择，使得到的聚合物用于锂金属负极聚合物保护层的材料时，可以抑制锂枝晶的生长，并且可以加快li+在聚合物保护层中的传输，诱导li+的均匀沉积，实现li+的均匀扩散，使锂金属电池具有长循环稳定性。
2、为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：
3、第一方面，本专利技术提供一种聚合物，所述聚合物通过第一单体和第二单体反应得到。
4、所述第一单体包括至少一种具有如式i所示结构的化合物：
5、
6、所述第二单体包括至少一种具有如式ⅱ所示结构的化合物和/或至少一种具有如式ⅲ所示结构的化合物：
7、
8、其中，r1、r3各自独立地选自氢原子、c1-c12直链或支链烷基中的任意一种。
9、r2选自c1-c12氟代直链或支链亚烷基中的任意一种。
10、r4选自氢原子、c1-c12直链或支链烷基中的任意一种。
11、r5、r6、r7各自独立地选自c1-c12直链或支链亚烷基、c6-c12亚芳基中的任意一种。
12、m1、m2、m3各自独立地选自氢原子或碱金属中的至少一种。
13、所述聚合物中包括如式ⅳ所示的结构单元、如式ⅴ所示的结构单元或如式ⅵ所示的结构单元中的任意一种或至少两种的组合：
14、
15、
16、其中，r1、r2、r3、r4、r5、r6、r7、m1、m2、m3具有与式i、式ⅱ、式ⅲ中相同的限定。
17、a、b、c、d、e、f各自独立地选自不为0的整数。
18、以下作为本专利技术的优选技术方案，但不作为对本专利技术提供的技术方案的限制，通过以下优选的技术方案，可以更好地达到和实现本专利技术的目的和有益效果。
19、作为一个优选的技术方案，所述r1、r3各自独立地选自氢原子、c1-c4直链烷基中的任意一种。
20、优选地，所述r2选自c4-c6氟代直链亚烷基中的任意一种。
21、优选地，所述第一单体包括如下化合物中的任意一种或至少两种的组合：
22、
23、
24、优选地，所述r4选自选自氢原子、c1-c4直链烷基中的任意一种。
25、优选地，所述r5、r6、r7各自独立地选自c1-c4直链亚烷基、亚苯基中的任意一种。
26、优选地，所述第二单体包括如下化合物中的任意一种或至少两种的组合：
27、
28、
29、本专利技术中，所述c1-c12各自独立地可以为c1、c2、c3、c4、c5、c6、c7、c8、c9、c10、c11或c12。
30、所述c1-c4各自独立地可以为c1、c2、c3或c4。
31、所述c6-c12各自独立地可以为c6、c7、c8、c9、c10、c11或c12。
32、所述c4-c6各自独立地可以为c4、c5或c6。
33、优选地，所述第一单体和第二单体的质量比为(0.05～0.3):1，例如可以为0.05:1、0.08:1、0.1:1、0.15:1、0.18:1、0.2:1、0.25:1、0.28:1或0.3:1等。
34、第二方面，本专利技术提供一种如第一方面所述的聚合物的制备方法，所述制备方法包括：将第一单体和第二单体混合后进行聚合反应，得到所述聚合物。
35、所述第一单体和第二单体的质量比为(0.05～0.3):1，例如可以为0.05:1、0.08:1、0.1:1、0.15:1、0.18:1、0.2:1、0.25:1、0.28:1或0.3:1等。
36、优选地，所述聚合反应在引发剂的存在下进行。
37、优选地，所述引发剂包括光引发剂。
38、优选地，所述光引发剂包括2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮、1-羟基环己基苯基酮、2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-吗啉基-1-丙酮、2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦或二苯甲酮中的任意一种或至少两种的组合。
39、优选地，以所述第一单体和第二单体的总质量为100％计，所述引发剂的质量为1-5％，例如可以是1％、1.5％、2％、2.5％、3％、3.5％、4％、4.5％或5％，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本专利技术不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
40、优选地，所述混合的物料还包括溶剂。
41、优选地，所述溶剂包括二甲亚砜、n,n-二甲基甲酰胺、n,n-二甲基乙酰胺、n-甲基吡咯烷酮、乙腈、丁二腈、乙二醇二甲醚、二氧戊环、四氢呋喃、甲醇或乙醇中的任意一种或至少两种的组合。
42、优选地，以所述溶剂的质量为100％计，所述第一单体和第二单体的总质量为40-80％，例如可以为40％、45％、50％、55％、60％、65％、68％、70％、75％或80％，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本专利技术不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
43、优选地，所述混合的本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种聚合物，其特征在于，所述聚合物通过第一单体和第二单体反应得到；
2.根据权利要求1所述的聚合物，其特征在于，所述R1、R3各自独立地选自氢原子、C1-C4直链烷基中的任意一种；
3.一种如权利要求1或2所述的聚合物的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述第一单体和第二单体的质量比为(0.05～0.3):1；
5.一种如权利要求1或2所述的聚合物的应用，其特征在于，所述聚合物在二次电池中的应用。
6.一种锂金属负极，其特征在于，所述锂金属负极包括锂金属层和设置于所述锂金属层表面的聚合物保护层；
7.一种如权利要求6所述的锂金属负极的制备方法，其特征在于，在锂金属层的表面设置聚合物保护层，得到所述锂金属负极；
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述第一单体与第二单体的质量比为(0.05～0.3):1；
9.根据权利要求7或8所述的制备方法，其特征在于，所述涂覆的厚度≤5μm；
10.一种锂金属电池，其特征
...【技术特征摘要】
1.一种聚合物，其特征在于，所述聚合物通过第一单体和第二单体反应得到；
2.根据权利要求1所述的聚合物，其特征在于，所述r1、r3各自独立地选自氢原子、c1-c4直链烷基中的任意一种；
3.一种如权利要求1或2所述的聚合物的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述第一单体和第二单体的质量比为(0.05～0.3):1；
5.一种如权利要求1或2所述的聚合物的应用，其特征在于，所述聚合物在二次电池中的应用。
6....
【专利技术属性】
技术研发人员：马勇，王宁，胡波剑，李云明，
申请(专利权)人：蜂巢能源科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。