[發明專利]一種聚合物電解質膜及其制備方法、以及一種聚合物鋰離子電池

有效

• 申請號: 201010505998.2
• 申請日: 2010-09-30
• 公開（公告）號: CN102443236A
• 公開（公告）日: 2012-05-09
• 發明（設計）人: 金麗娜;王圣
• 申請（專利權）人: 比亞迪股份有限公司
• 主分類號: C08L33/20
• 分類號: C08L33/20;C08K3/24;C08K3/38;C08K3/28;C08F220/44;C08J5/18;H01M10/0565;H01M10/0525
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1.一種聚合物電解質膜的制備方法，其特征在于，包括下述步驟：

改性：在惰性氣體氣氛下，將單體溶解于第一溶劑中，加入納米粒子，再加入引發劑混合均勻得到混合溶液，將所述混合溶液引發聚合，再將聚合反應所得的溶液進行沉淀、干燥，得到納米粒子改性的聚合物顆粒；

制膜：將所述納米粒子改性的聚合物顆粒溶解于第二溶劑中，得到聚合物溶液，然后采用聚合物溶液制得所述聚合物電解質膜。

2.根據權利要求1所述的聚合物電解質膜的制備方法，其特征在于，所述單體選自甲基丙烯酸酯、丙烯腈、馬來酸酐、乙酸乙烯酯中的至少兩種；

所述納米粒子選自堿金屬氟鋁酸鹽、氮化硼、氮化鋁中的一種或幾種；

所述第一溶劑選自乙腈、丙酮、N-N二甲基甲酰胺、四氫呋喃中的一種或幾種；

所述引發劑選自偶氮二異丁腈、過氧化苯甲酰中的至少一種；

以100重量份的單體為基準，所述納米粒子的添加量為1-25重量份，所述第一溶劑的添加量為300-1900重量份，所述引發劑的添加量為0.05-5重量份。

3.根據權利要求2所述的聚合物電解質膜的制備方法，其特征在于，所述納米粒子為Li₃AlF₆、Na₃AlF₆、K₃AlF₆中的一種或幾種。

4.根據權利要求1所述的聚合物電解質膜的制備方法，其特征在于，在改性步驟中，所述引發聚合是將混合溶液先逐漸升溫至30-60℃預聚合4-8h，然后繼續升溫至60-80C熱聚合1-3h；聚合反應所得溶液的沉淀方法是采用液態直鏈烷烴進行沉淀。

5.根據權利要求1所述的聚合物電解質膜的制備方法，其特征在于，在制膜步驟中，所述第二溶劑選自乙腈、丙酮、N-N二甲基甲酰胺、四氫呋喃中的一種或幾種；以100重量份的第二溶劑為基準，所述納米粒子改性的聚合物顆粒的添加量為0.1-4重量份。

6.根據權利要求1所述的聚合物電解質膜的制備方法，其特征在于，在制膜步驟中，將聚合物溶液澆注到模板上，待溶劑揮發后，得到聚合物電解質膜，所得聚合物電解質膜的厚度為60-110μm。

7.根據權利要求1-6任意一項所述的聚合物電解質膜的制備方法，其特征在于，在制膜步驟中，所述聚合物溶液中還添加并溶解有鋰鹽。

8.根據權利要求7所述的聚合物電解質膜的制備方法，其特征在于，所述鋰鹽為LiPF₆，LiClO₄，LiBF₄，LiCF₃SO₃中的一種或幾種，所述鋰鹽與所述單體的摩爾比為1∶(8-24)。

9.一種聚合物電解質膜，其特征在于，采用如權利要求1-8任意一項所述的方法制得，所述聚合物電解質膜包含聚合物基體，所述聚合物基體中摻雜有納米粒子。

10.根據權利要求9所述的聚合物電解質膜，其中，所述納米粒子選自堿金屬氟鋁酸鹽、氮化硼、氮化鋁中的一種或幾種，其平均粒徑為1-200nm；以100重量份的聚合物基體的重量為基準，所述納米粒子的含量為1-25重量份。

11.根據權利要求10所述的聚合物電解質膜，其中，所述納米粒子選自Li₃AlF₆、Na₃AlF₆、K₃AlF₆中的一種或幾種。

12.一種聚合物鋰離子電池，包括：正極、負極、以及位于所述正極和負極之間的聚合物電解質膜，其特征在于，所述聚合物電解質膜為權利要求9-11中任意一項所述的聚合物電解質膜。