聚醚聚合物、锂离子二次电池用聚醚电解质、锂离子二次电池用复合固体电解质及锂离子二次电池的制作方法

本发明涉及聚醚聚合物、锂离子二次电池用聚醚电解质、锂离子二次电池用复合固体电解质及锂离子二次电池。

背景技术：

1、全固态电池是在正极层与负极层之间具有固体电解质层的电池，与具有包含可燃性的有机溶剂的电解液的液态电池相比，具有容易实现安全装置的简化之类的优点。

2、全固态电池中的全固态锂离子电池由于利用伴随锂离子的移动的电池反应因而能量密度高，另外，作为介于正极与负极之间的电解质使用固体电解质来代替包含有机溶剂的电解液，在这两点上备受关注(例如专利文献1)。

3、现有技术文献

4、专利文献

5、专利文献1：日本特开2020-107414号公报

技术实现思路

1、发明要解决的问题

2、作为全固态电池的无机固体电解质，有时使用硫化物系固体电解质。然而，一般而言，硫化物系固体电解质与构成电池的其他材料接触而发生副反应，硫化物系固体电解质自身有可能分解。因此，期望能够抑制与硫化物系固体电解质的副反应、抑制硫化物系固体电解质的分解反应的材料。

3、另外，由于无机固体电解质彼此的接点少，因此为了改善离子传导率，已有在无机固体电解质中添加高分子电解质的操作。在现有技术中，作为添加到无机固体电解质中的高分子电解质，使用以聚环氧乙烷(peo)结构为主成分的聚醚系聚合物。然而，本发明人的研究结果表明，以往的聚醚系聚合物在能够抑制与硫化物系固体电解质的副反应的同时具有高离子迁移数的方面尚有改善的余地。需要说明的是，在本技术领域中，通常以改善离子传导率为目的的发明较多，在着眼于与离子传导率相悖性能的离子迁移数这方面上还是新的着眼点。

4、本发明的目的在于，提供能够抑制与硫化物系固体电解质的副反应、并且具有高离子迁移数的聚醚聚合物、使用了该聚醚聚合物的锂离子二次电池用聚醚电解质、锂离子二次电池用复合固体电解质及锂离子二次电池。

5、用于解决问题的方案

6、本发明人为了实现上述目的而进行了各种研究，结果发现，特定的聚醚系聚合物能够抑制与硫化物系固体电解质的副反应，并且具有高离子迁移数，从而完成了本发明。

7、本发明的方式如下所述。

8、项1

9、一种聚醚聚合物，其在结构单元100摩尔%中包含20摩尔%以上的x单元，所述x单元为下述通式(1)所示的源自氧杂环丁烷的结构单元。

10、

11、[式中，r1相同或不同，为氢原子或碳原子数1~6的烷基，r2相同或不同，为-ch2o(ch2)ao(ch2)bh所示的亚烷基二醇烷基醚基，重复单元数a相同或不同，为1~10的整数，重复单元数b相同或不同，为0~6的整数。]

12、项2

13、根据项1所述的聚醚聚合物，其还包含z单元，所述z单元为下述通式(2)所示的源自氧杂环丁烷的结构单元，

14、结构单元100摩尔%中，x单元的含量为20~99.9摩尔%，z单元的含量为0.1~20摩尔%。

15、

16、[式中，r1相同或不同，为氢原子或碳原子数1~6的烷基，r4相同或不同，为-ch2or8所示的包含烯属不饱和双键的交联基，r8相同或不同，为丙烯酰基、甲基丙烯酰基、烯丙基或甲基烯丙基。]

17、项3

18、根据项1或2所述的聚醚聚合物，其还包含y单元，所述y单元为下述通式(3)所示的源自氧杂环丁烷的结构单元，

19、结构单元100摩尔%中，x单元的含量为20~98.9摩尔%、y单元的含量为1~79摩尔%、z单元的含量为0.1~20摩尔%。

20、

21、[式中，r1相同或不同，为氢原子或碳原子数1~6的烷基，r3相同或不同，为氢原子或-ch2o(ch2)c(chr6)d(ch2)er7所示的基团，r6相同或不同，为氢原子或碳原子数1~4的烷基，r7相同或不同，为氢原子、羟基、腈基、三氟甲基、烷氧基或任选具有取代基的环状醚基，重复单元数c相同或不同，为0~4的整数，重复单元数d相同或不同，为0~4的整数，重复单元数e相同或不同，为0~10的整数。]

22、项4

23、一种锂离子二次电池用聚醚电解质，其包含项1~3中任一项所述的聚醚聚合物和锂盐化合物。

24、项5

25、一种锂离子二次电池用复合固体电解质，其含有无机固体电解质和项4所述的锂离子二次电池用聚醚电解质。

26、项6

27、根据项5所述的锂离子二次电池用复合固体电解质，其中，无机固体电解质为硫化物系固体电解质。

28、项7

29、一种锂离子二次电池，其使用了项4所述的锂离子二次电池用聚醚电解质。

30、项8

31、一种锂离子二次电池，其使用了项5所述的锂离子二次电池用复合固体电解质。

32、发明的效果

33、本发明的聚醚聚合物是具有特定结构单元的聚合物，因此能够抑制与硫化物系固体电解质的副反应，并且具有高离子迁移数。

1.一种聚醚聚合物，其在结构单元100摩尔%中包含20摩尔%以上的x单元，所述x单元为下述通式(1)所示的源自氧杂环丁烷的结构单元，

2.根据权利要求1所述的聚醚聚合物，其还包含z单元，所述z单元为下述通式(2)所示的源自氧杂环丁烷的结构单元，

3.一种锂离子二次电池用聚醚电解质，其包含权利要求1或2所述的聚醚聚合物和锂盐化合物。

4.一种锂离子二次电池用复合固体电解质，其含有无机固体电解质和权利要求3所述的锂离子二次电池用聚醚电解质。

5.根据权利要求4所述的锂离子二次电池用复合固体电解质，其中，无机固体电解质为硫化物系固体电解质。

6.一种锂离子二次电池，其使用了权利要求3所述的锂离子二次电池用聚醚电解质。

7.一种锂离子二次电池，其使用了权利要求4所述的锂离子二次电池用复合固体电解质。