[發明專利]鋰離子電池離子液體基凝膠聚合物電解質及制備與應用

無效

• 申請號: 201110153280.6
• 申請日: 2011-06-09
• 公開（公告）號: CN102244292A
• 公開（公告）日: 2011-11-16
• 發明（設計）人: 廖友好;李小平;饒睦敏;李偉善
• 申請（專利權）人: 華南師范大學
• 主分類號: H01M10/0565
• 分類號: H01M10/0565
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 裘暉;楊曉松

1.一種鋰離子電池離子液體基凝膠聚合物電解質的制備方法，其特征在于包括下述步驟：

(1)在惰性氣體氣氛下，將聚合物和有機溶劑按質量比(0.5～10)∶(90～99.5)混合，接著加入相當于有機溶劑質量1～50％的去離子水作為非溶劑，同時添加相當于聚合物質量的50～200％的無機陶瓷材料，于30～50℃攪拌至聚合物完全溶解，得到凝膠液體；

(2)將未活化的支撐體浸泡于步驟(1)所得到的凝膠液體中，取出后自然晾干，即制備得到抗熱收縮的摻雜無機陶瓷材料的鋰離子電池聚合物隔膜；

(3)將鋰鹽溶解于離子液體中，加入成膜添加劑，得到能將聚合物隔膜凝膠化的離子液體基電解液；

(4)將步驟(2)得到的抗熱收縮的摻雜無機陶瓷材料的鋰離子電池聚合物隔膜于40～55℃下真空干燥10～20小時后，再浸泡在步驟(3)制備的離子液體基電解液中，得到抗熱收縮的摻雜無機陶瓷材料的鋰離子電池離子液體基凝膠聚合物電解質。

2.根據權利要求1所述的鋰離子電池離子液體基凝膠聚合物電解質的制備方法，其特征在于：所述的鋰鹽在鋰鹽與離子液體形成的溶液中的濃度為0.1～0.8mol/kg；所述的成膜添加劑加入的量為離子液體質量的1～20％。

3.根據權利要求1所述的鋰離子電池離子液體基凝膠聚合物電解質的制備方法，其特征在于：

所述的惰性氣體為氮氣或氬氣中的一種或兩種；

所述的聚合物為聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯腈、聚氧化乙烯、聚偏氟乙烯、聚乙酸乙烯酯、聚氯乙烯、聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物、聚(甲基丙烯酸甲酯-丙烯腈)、聚甲基丙烯酸甲酯-乙酸乙烯酯、聚(甲基丙烯酸甲酯-丙烯腈-乙酸乙烯酯)或聚(甲基丙烯酸正丁酯-苯乙烯)中的至少一種；

所述的有機溶劑為丙酮、N-N二甲基甲酰胺或四氫呋喃中的至少一種；

所述的無機陶瓷材料為SiO₂、Al₂O₃、SnO₂、CaO、ZrO₂、TiO₂、CeO₂、Fe₃O₄、LiAlO₂、CaCO₃、BaTiO₃、LiTiPO₄、稀土、粘土或沸石中的至少一種。

4.根據權利要求1所述的鋰離子電池離子液體基凝膠聚合物電解質的制備方法，其特征在于：

所述的未活化的支撐體為聚乙烯、聚丙烯、聚丙烯-乙烯-丙烯三層復合隔膜或無紡布；

所述的浸泡的時間為10～20分鐘。

5.根據權利要求1所述的鋰離子電池離子液體基凝膠聚合物電解質的制備方法，其特征在于：

所述的鋰鹽為六氟磷酸鋰、四氟硼酸鋰、雙三氟甲基磺酰亞胺基鋰、雙草酸硼酸鋰、草酸雙氟硼酸鋰、高氯酸鋰或二全氟烷基三氟磷酸鋰中的至少一種；

所述的離子液體為N-甲基-N-丁基吡咯-雙三氟甲基磺酰亞胺、N-甲基-N-丙基吡咯烷雙三氟甲基磺酰亞胺、N-甲基-N-丁基吡咯烷二(三氟甲基磺酰)亞胺、N-甲基-N-丙基哌啶二(三氟甲基磺酰)亞胺、N-甲基-N-丁基哌啶二(三氟甲基磺酰)亞胺、1-乙基-3-甲基咪唑二(三氟甲基磺酰)亞胺或1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸鹽中的至少一種；

所述的成膜添加劑為碳酸亞乙烯酯、亞硫酸乙烯酯、亞硫酸丙烯酯、二甲基亞硫酸酯、二乙基亞硫酸酯、丙烯腈或2-腈基呋喃中的至少一種。

6.一種鋰離子電池離子液體基凝膠聚合物電解質，通過權利要求1～5任一項所述的制備方法得到。

7.權利要求6所述的鋰離子電池離子液體基凝膠聚合物電解質在鋰離子電池中的應用。