【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电解质材料领域，具体涉及一种超支化聚合物电解质及其制备方法。
技术介绍
1、锂电池由于具有低氧化还原电位和高理论比容量，被视为下一代储能设备的有力候选者。然而，由于锂枝晶的生长、液态电解质的易燃性和泄漏等安全隐患，使得锂金属电池的使用一直受到限制。其中，基于聚环氧乙烷的固态聚合物电解质因其灵活性高、界面兼容性好和可扩展性强而备受关注。然而，固态聚合物电解质由于与电极之间的固固界面接触，导致电解质的界面阻抗增大，成为固态电池开发面临的重要阻碍。
2、采用原位固化的方法制备聚合物电解质是改善固态电解质的界面性能的一种有效策略，目前原位固化体系很多采用aibn、bpo等引发剂引发，而引发剂的加入可能带来副反应，影响电池的性能。michael加成反应由于反应条件温和，成为构筑制备原位固化电解质的一种具备优势的反应体系；目前以michael加成聚合制备的聚合物以基于氨基或巯基与不饱和键单体的聚合反应为主，然而，氨类或硫类单体都存在潜在的毒性，且有难闻的刺激气味，此外，巯类单体种类少且稳定性不佳，这些都限制了michael加成聚合反应的应用。亲核的醇(酚)类单体种类多且稳定性好，但是醇(酚)相对于胺和巯单体的亲核性更弱，反应活性差，导致羟基和缺电子双键的michael聚合反应得到的产物的产率和分子质量都很低，发展基于羟基与双键的michael加成聚合制备聚合物具有重要意义。近年来有机小分子催化剂在催化羟基与双键的michael加成聚合领域的应用多有报道。如phosphazene-catalyzed oxa-mich
3、针对上述聚合物电解质存在的问题，开发一种具有超支化结构、可提升电解质的离子传输性能的聚合物电解质是目前研究的重点。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于克服上述现有技术的不足之处而提供一种具有超支化结构、可提升电解质的离子传输性能的聚合物电解质及其制备方法。
2、为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案为：
3、第一方面，本专利技术提供了一种超支化聚合物电解质，所述超支化聚合物电解质包括共聚单体a、共聚单体b和催化剂；
4、所述共聚单体a为多元醇类共聚单体，所述共聚单体b为丙烯酸酯类共聚单体；
5、其中，共聚单体a与共聚单体b的摩尔比为共聚单体a：共聚单体b＝1-4:1-4，所述催化剂占超支化聚合物电解质总质量的15％-55％。
6、现有能够催化多元醇和丙烯酸酯类单体共聚的催化体系较少，且部分现有的催化羟基及双键加成聚合反应使用有机磷腈碱等催化剂，价格较为昂。
7、针对上述问题，本专利技术提供一种新的超支化聚合物电解质，专利技术人在实验中发现，氟代烷基磺酰亚胺的化合物，如双三氟甲基磺酰亚胺锂可以催化羟基和双键的加成反应，且本专利技术提供的催化剂与现有的催化剂相比，成本更为低廉。
8、本专利技术原位构筑聚合物电解质，可以有效降低固态电解质的界面阻抗；上述催化剂即为二次电池所需的碱金属盐，既可以起到催化作用，还可以作为聚合物电解质的离子源，无需外加引发剂，反应体系更为纯净，副反应少；本专利技术合成的聚合物电解质具有超支化结构，可以有效的抑制peo基聚合物电解质的结晶，提升电解质的离子电导率。
9、专利技术人通过大量实验发现，所述催化剂占超支化聚合物电解质总质量的15％-55％，可使最终聚合物电解质的离子电导率更高；若催化剂用量过少，催化效率较低，固化时间过长；若催化剂用量过多，催化剂难以完全溶解，结晶析出，催化效率降低，且因为催化剂本身还作为电解质盐，其结晶还会导致聚合物电解质离子电导率下降。
10、专利技术人还发现，共聚单体a与共聚单体b的摩尔比为共聚单体a：共聚单体b＝1-3:3-1时，才可顺利形成聚合产物。
11、作为本专利技术超支化聚合物电解质的优选实施方式，所述共聚单体a与共聚单体b的摩尔比为共聚单体a：共聚单体b＝1-2：2-1，所述催化剂占超支化聚合物电解质总质量的25-40％；专利技术人通过大量实验发现，该条件下得到的聚合物电解质的离子电导率最高。
12、作为本专利技术超支化聚合物电解质的优选实施方式，所述多元醇类共聚单体包括聚乙二醇、聚丙二醇、聚乙二醇-聚丙二醇嵌段共聚物、聚乙烯醇、聚醚多元醇中的至少一种。
13、作为本专利技术超支化聚合物电解质的更优选实施方式，所述多元醇类共聚单体包括聚乙二醇、聚丙二醇、聚醚多元醇。
14、作为本专利技术超支化聚合物电解质的优选实施方式，丙烯酸酯类共聚单体包括甘油二(甲基)丙烯酸酯、乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、二乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、三乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、二丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、二缩三丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、乙氧基化三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、双三羟甲基丙烷四(甲基)丙烯酸酯中的至少一种。
15、作为本专利技术超支化聚合物电解质的更优选实施方式，丙烯酸酯类共聚单体包括甘油二丙烯酸酯、聚乙二醇二丙烯酸酯、聚丙二醇二丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯。
16、作为本专利技术超支化聚合物电解质的优选实施方式，所述催化剂选自氟代烷基磺酰亚胺碱金属盐、氟代烷基磺酰亚胺离子液体中的至少一种。
17、作为本专利技术超支化聚合物电解质的更优选实施方式，所述催化剂为双三氟甲基磺酰亚胺锂、双三氟甲基磺酰亚胺钠、双氟磺酰亚胺锂、双氟磺酰亚胺钠。
18、第二方面，本专利技术还提供了第一方面所述超支化聚合物电解质的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：将共聚单体a、共聚单体b和催化剂混合均匀，得到均相溶液，随后在0-100℃条件下反应2-148h，即得所述的超支化聚合物电解质。
19、作为本专利技术超支化聚合物电解质的制备方法的优选实施方式，所述反应温度为20-60℃，反应时间为2-72h。
20、与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：
21、本专利技术提供了一种超支化聚合物电解质，所述聚合物电解质体系具有超支化结构，可以有效抑制peo基聚合物电解质的结晶，提升电解质的离子传本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种超支化聚合物电解质，其特征在于，所述超支化聚合物电解质包括共聚单体A、共聚单体B和催化剂；
2.根据权利要求1所述的超支化聚合物电解质，其特征在于，所述共聚单体A与共聚单体B的摩尔比为共聚单体A：共聚单体B＝1-2：2-1，所述催化剂占超支化聚合物电解质总质量的20-40％。
3.根据权利要求1所述的超支化聚合物电解质，其特征在于，所述多元醇类共聚单体包括聚乙二醇、聚丙二醇、聚乙二醇-聚丙二醇嵌段共聚物、聚乙烯醇、聚醚多元醇中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的超支化聚合物电解质，其特征在于，所述多元醇类共聚单体包括聚乙二醇、聚丙二醇、聚醚多元醇。
5.根据权利要求1所述的超支化聚合物电解质，其特征在于，丙烯酸酯类共聚单体包括甘油二(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇二丙烯酸酯、聚丙二醇二丙烯酸酯、乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、二乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、三乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、二丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、二缩三丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、乙氧基化三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸
6.根据权利要求1所述的超支化聚合物电解质，其特征在于，丙烯酸酯类共聚单体包括甘油二丙烯酸酯、聚乙二醇二丙烯酸酯、聚丙二醇二丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯。
7.根据权利要求1所述的超支化聚合物电解质，其特征在于，所述催化剂选自氟代磺酰亚胺碱金属盐、氟代烷基磺酰亚胺碱金属盐中的至少一种。
8.根据权利要求1所述的超支化聚合物电解质，其特征在于，所述催化剂为双三氟甲基磺酰亚胺锂、双三氟甲基磺酰亚胺钠、双氟磺酰亚胺锂、双氟磺酰亚胺钠。
9.根据权利要求1-8任一项所述的超支化聚合物电解质的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：将共聚单体A、共聚单体B和催化剂混合均匀，得到均相溶液，随后在0-100℃条件下反应2-148h，即得所述的超支化聚合物电解质。
10.根据权利要求6所述的超支化聚合物电解质的制备方法，其特征在于，所述反应温度为20-60℃，反应时间为2-72h。
...【技术特征摘要】
1.一种超支化聚合物电解质，其特征在于，所述超支化聚合物电解质包括共聚单体a、共聚单体b和催化剂；
2.根据权利要求1所述的超支化聚合物电解质，其特征在于，所述共聚单体a与共聚单体b的摩尔比为共聚单体a：共聚单体b＝1-2：2-1，所述催化剂占超支化聚合物电解质总质量的20-40％。
3.根据权利要求1所述的超支化聚合物电解质，其特征在于，所述多元醇类共聚单体包括聚乙二醇、聚丙二醇、聚乙二醇-聚丙二醇嵌段共聚物、聚乙烯醇、聚醚多元醇中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的超支化聚合物电解质，其特征在于，所述多元醇类共聚单体包括聚乙二醇、聚丙二醇、聚醚多元醇。
5.根据权利要求1所述的超支化聚合物电解质，其特征在于，丙烯酸酯类共聚单体包括甘油二(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇二丙烯酸酯、聚丙二醇二丙烯酸酯、乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、二乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、三乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、二丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、二缩三丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、乙氧基化...
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