Полимерный электролит для литиевых источников тока

(51) 08 77/14 (2006.01) 01 6/18 (2006.01) МИНИСТЕРСТВО ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ полимерным электролитам для литиевых источников тока и может быть использовано в электротехническом производстве. Полимерный электролит,включающий редкосшитый кремнийсодержащий сополимер на основе полиэтиленгликоль силоксана молекулярной массы 1000,(3-меркаптопропил)триметоксисилана и тетраэтоксисилана,перхлорат лития и пропиленкарбонат, взятых в следующем массовом соотношении, мас.ч. Кремнийсодержащий сополимер 100 Перхлорат лития 5,3-26,5 Пропиленкарбонат 133-143,5,позволяет повысить электропроводность до 7,910-6 - 4,5110-4 См/см.(72) Умерзакова Майра Бердигалиевна Кравцова Валентина Дмитриевна Искаков Ринат Маратович Сариева Рахима Баймухаметовна Ахметов Тлеукен Зейникенович Сивохина Евгения Сергеевна Курбатов Андрей Петрович(73) Акционерное общество Институт химических наук им. А.Б. Бектурова(54) ПОЛИМЕРНЫЙ ЭЛЕКТРОЛИТ ДЛЯ ЛИТИЕВЫХ ИСТОЧНИКОВ ТОКА Изобретение относится к химии высокомолекулярных соединений, а именно к полимерным электролитам для литиевых источников тока и может быть использовано в электротехническом производстве. Известен гель-полимерный электролит для литиевых источноков тока, состоящий из полифениленоксида с растворителем и перхлоратом натрия,взятых в следующем массовом соотношении Полифениленоксид 100-120 Перхлорат натрия 100-120 Растворитель 50-100. Недостатком известного полимерного электролита является наличие в растворителе диэтилового эфира диэтиленгликоля, который пассивирует литиевые электроды в процессе работы(Патент РФ 2069423. кл. Н 01 М 6/18 опубл. 20.11.1996. БИ 32). Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявляемому изобретению является полимерный электролит для литиевых батарей,включающий кремнийсодержащий полимер - полисилоксан,органический растворитель - пропиленкарбонат и 0,01-2,0 М раствор перхлората лития. Электропроводность полимерного электролита составляет - 5,2-9,710-6 См/см (Патент США 8163426 В 2. кл. Н 01 М 6/18 опубл. 24.04.2012). Недостатком данного полимерного электролита является его низкая электропроводность. Задача изобретения состоит в разработке полимерного электролита для литиевых источников тока. Технический результат заключается в повышении электропроводности полимерного электролита. Технический результат изобретения достигается полимерным электролитом,включающим редкосшитый кремнийсодержащий сополимер,перхлорат лития (4) и пропиленкарбонат,взятых в следующем массовом соотношении, мас.ч. Кремнийсодержащий сополимер 100 Перхлорат лития 5,3-26,5 Пропиленкарбонат 133-143,5. При этом используют редкосшитый кремнийсодержащий сополимер на основе полиэтиленгликоль силоксана(МПТС) и тетраэтоксисилана (ТЭОС), которые в свою очередь,содержатся в сополимере при следующих их соотношениях, мас. полиэтиленгликоль силокеан 20-50(3-меркаптопропил)триметоксисилан 19,5-75 тетраэтоксисилан остальное. Существенным отличием предлагаемого изобретения от прототипа является то, что качестве кремнийсодержащего полимера используют редкосшитый кремнийсодержащий сополимер на основе полиэтиленгликоль силоксана молекулярной массы 1000, (3-меркаптопропил)триметоксисилана и тетраэтоксисилана при заявляемом соотношении компонентов. Это позволяет повысить электропроводность полимерного электролита за счет сетчатой структуры заявляемого редкосшитого кремнийсодержащего сополимера. Основной компонент полимерного электролита представляет собой пленку из редкосшитого сополимера на основе полиэтиленгликоль силоксана молекулярной массы 1000,(3 меркаптопропил)триметоксисилана и тетраэтоксисилана, включающую 5-26,5 мас.ч. 4 и 133-143,5 мас.ч. пропиленкарбоната. Пример 1 Для получения редкосшитого кремнийсодержащего сополимера(РКС) в трехгорлую колбу,снабженную мешалкой,капельной воронкой, обратным холодильником, в атмосфере азота помещают 530 мл тетрагидрофурана (ТГФ, растворитель), 15 г(50 мас. ) полиэтиленгликоль силоксана молекулярной массы 1000 и перемешивают при температуре 40 С до полного растворения ПЭГС. Затем в реактор постепенно добавляют через капельную воронку 3,75 г (12,5 мас. ) тетраэтоксисилан и 11,25 г (37,5 мас. ) (3 меркаптопропил)триметоксисилан, синтез проводят в течение 0,5 ч. Затем сополимер выделяют путем высаживания раствора полимера в метанол. При этом сополимер высаживается в виде белого осадка и далее сушится при температуре 60 С до сухого остатка. Пленку на основе полученного кремнийсодержащего полимера формуют методом полива его раствора в ТГФ на стеклянную подложку с последующей термосушкой при 60-80 С на воздухе. Полученная пленка имеет рз 59 МПа рз 38. Для получения полимерного электролита пленку на основе кремнийсодержащего сополимера пропитывают раствором, состоящим из 10,6 мас.ч. 4 и 141 мас.ч. пропиленкарбоната (ПК), в закрытом бюксе в атмосфере азота в течение суток. Затем измеряют электропроводность , которая составляет 2,7510-5 См/см. Остальные примеры приведены в таблице. Как видно из таблицы, заявляемый полимерный электролит для литиевых источников тока по сравнению с прототипом позволяет повысить электропроводность до 7,910-6-4,5110-4 См/см. Данный полимерный электролит может быть использован в качестве нового электролита в литиевых источниках тока. Таблица Приме Соотношение компонентов Соотношение компонентов Прочность на Удлинение. Электропроводн ры в полимерном электролите,в кремнийсодержащем разрыв,рз,ость,мас.ч. сополимере, мас. рз, МПа, См/см РКС 4 ПК ПЭГС МПТС ТЭОС 2 Приме Соотношение компонентов Соотношение компонентов Прочность на Удлинение. Электропроводн ры в полимерном электролите,в кремнийсодержащем разрыв,рз,ость,мас.ч. сополимере, мас. рз, МПа, См/см РКС 4 ПК ПЭГС МПТС ТЭОС 1 100 10,6 141,0 20,00 37,5 12,5 59 38 2,7510-5 2 100 5,3 143,5 20,00 75,00 5,00 70 54 7,910-6 3 100 10,6 141,0 25 68,75 6,25 71 48 2,1110-5 4 100 10,6 141,0 37,00 53,75 9,25 62 42 2,6810-5 5 100 26,5 133,0 49,50 19,50 31,00 69 48 4,5110-4 6 прототип 5,2-9,710-6 ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Полимерный электролит для литиевых источников тока,включающий кремнийсодержащий полимер, перхлорат лития и пропиленкарбонат, отличающийся тем, что в качестве кремнийсодержащего полимера используют редкосшитый кремнийсодержащий сополимер на основе полиэтиленгликоль силоксана молекулярной массы 1000, (3-меркаптопропил) триметоксисилана и тетраэтоксисилана, при следующих массовых соотношениях компонентов, мас. ч. Кремнийсодержащий сополимер 100 Перхлорат лития 5,3-26,5 Пропиленкарбонат 133-143,5. 2. Полимерный электролит по п.1,отличающийся тем,что в редкосшитый кремнийсодержащий сополимер полиэтиленгликоль силоксан молекулярной массы 1000,(3 меркагггопропил) триметоксисилан и тетраэтоксисилан входят в следующих соотношениях, мас.Полиэтиленгликоль силоксан 20-50