This invention provides alkali ion conducting polymer electrolytes with high ionic conductivity and elastomeric properties suitable for use in high energy batteries. The polymer electrolytes are cyclic carbonate-containing polysiloxanes that can be modified with a cross linker or chain extender, and an alkali metal ion-containing material dissolved in the carbonate-containing polysiloxane. The cyclic carbonate-containing polysiloxanes may be prepared by reacting derivatized polysiloxanes with chain extending and/or crosslinking agents. The invention also provides batteries prepared by contacting an alkali metal anode with an alkali metal intercalating cathode and an alkali ion-conducting polymer electrolyte. As one example, polymers prepared from poly {3[2,3-(carbonyldioxy)propoxy]propyl]methyl siloxane, a polysiloxane with cyclic carbonate side chains, have shown promising results for battery applications. This polymer was crosslinked with methyltriacetoxy silane and incorporates lithium trifluoromethanesulfonate into the polymer matrix as the ion conductor. Polymers were prepared using various solvent systems and temperatures in order to produce a polymer film with the desired properties for this application. Each polymer made from the precursor poly {3[2,3-(carbonyldioxy)propoxy]propyl]methyl siloxane exhibits a glass transition temperature (T.sub.g) in the range of -100.degree. C. to -70.degree. C. and ionic conductivity of 6.5.times.10.sup.-5 at 25.degree. C. and 5.3.times.10.sup.-4 at 60.degree. C. which indicates that this material has distinct possibilities in lithium battery applications. Materials are flexible and readily adhere to the electrode surface. Polymers are synthesized by initially forming alkyl chains which include an ester carbonic acid group. The ester carbonic acid contains the ether oxygen within the single phase polymer matrix which facilitates the ionic dissociation of lithium salts. Ester carbonic acids groups are formed by the transesterification of alkyl diols such as 3-(allyloxy)-1,2-propanediol and 1,2 hexanediol with diethyl carbonate. This reaction produces ester carbonic acids with reactive end groups such as alkyls and alkanes which can then be further reacted to form dihalide end groups. Reactive groups on the ester carbonic acid are then reacted with various polymethyl siloxanes which serve as the polymer backbone for single phase elastomeric polymers which readily dissolve lithium salts.

Questa invenzione fornisce agli elettroliti di condotta del polimero dello ione dell'alcali l'alta conducibilità ionica e le proprietà elastomeriche adatte per uso in batterie di alta energia. Gli elettroliti del polimero sono polysiloxanes carbonato-contenenti ciclici che possono essere modificati con una carica trasversale della catena o di linker e un materiale ione-contenente alcalino-metallico dissolto nel polysiloxane carbonato-contenente. I polysiloxanes carbonato-contenenti ciclici possono essere preparati reagendo i polysiloxanes derivatizzati con la catena che estende e/o che unisce con legami atomici incrociati gli agenti. L'invenzione inoltre fornisce alle batterie preparate mettendosi in contatto con un anodo alcalino-metallico un catodo intercalante alcalino-metallico e un elettrolito dicondotta del polimero dell'alcali. Come un esempio, i polimeri si sono preparati da poli {3[2,3-(carbonyldioxy)propoxy]propyl]methyl il silossano, un polysiloxane con le catene laterali del carbonato ciclico, ha indicato i risultati promising per le applicazioni della batteria. Questo polimero è stato unito con legami atomici incrociati con il silano di methyltriacetoxy e comprende il trifluoromethanesulfonate del litio nella tabella del polimero come il conduttore dello ione. I polimeri sono stati preparati usando i vari sistemi e temperature solvibili per produrre una pellicola del polimero con le proprietà volute per questa applicazione. Ogni polimero fatto dal precursore poli {il silossano 3[2,3-(carbonyldioxy)propoxy]propyl]methyl esibisce una temperatura di transizione di vetro (T.sub.g) nella gamma di -100.degree. C. a -70.degree. C. e conducibilità ionica di 6.5.times.10.sup.-5 a 25.degree. C. e 5.3.times.10.sup.-4 a 60.degree. C. che indica che questo materiale ha possibilità distinte nelle applicazioni della batteria del litio. I materiali sono flessibili e prontamente si aderiscono alla superficie dell'elettrodo. I polimeri sono sintetizzati inizialmente formando le catene alchiliche che includono un gruppo dell'acido carbonico dell'estere. L'acido carbonico dell'estere contiene l'ossigeno dell'etere all'interno della tabella del polimero di monofase che facilita la dissociazione ionica dei sali del litio. I gruppi degli acidi carbonici dell'estere sono costituiti dalla transesterificazione dei diol alchilici quali 3-(allyloxy)-1,2-propanediol ed il hexanediol 1.2 con carbonato etilico. Questa reazione produce gli acidi carbonici dell'estere con i gruppi reattivi dell'estremità quali i alkyls e gli alcani che possono allora più ulteriormente essere reagiti ai gruppi dell'estremità di dihalide della forma. I gruppi reattivi sull'acido carbonico dell'estere allora sono reagiti con i vari silossani di polymethyl che servono da base del polimero per i polimeri elastomerici di monofase che dissolvono prontamente i sali del litio.