[發明專利]一種凝膠聚合物電解質的制備方法

有效

• 申請號: 201210171302.6
• 申請日: 2012-05-29
• 公開（公告）號: CN102694203A
• 公開（公告）日: 2012-09-26
• 發明（設計）人: 孫嫦娟;廖友好;謝慧麗;李偉善;羅建成;馮岸柏;馮洪亮;傅昭
• 申請（專利權）人: 深圳華粵寶電池有限公司
• 主分類號: H01M10/0565
• 分類號: H01M10/0565
• 代理公司: 深圳市博銳專利事務所 44275
• 代理人: 張明

1.一種聚（甲基丙烯酸正丁酯-丙烯腈），其結構式如下：

其中，w為5000～6000。

2.一種聚（甲基丙烯酸正丁酯-丙烯腈）在制備凝膠聚合物膜中的應用，所述聚（甲基丙烯酸正丁酯-丙烯腈）的結構式如下：

其中，w為5000～6000。

3.如權利要求1所述的聚（甲基丙烯酸正丁酯-丙烯腈）的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1、在惰性氣體氣氛保護下，將1~2重量份的乳化劑加入到60~70重量份的去離子水中溶解，攪拌后依次加入30~38重量份的單體甲基丙烯酸正丁酯（BMA）和丙烯腈（AN），其中，單體甲基丙烯酸正丁酯與單體丙烯腈的重量比為1∶4~4∶1，同時將溫度升高到55℃~65℃，反應0.2~0.5小時后，加入0.1~0.4重量份的引發劑，攪拌反應5~10小時后得到聚合物乳液；

步驟2、將所述聚合物乳液倒入體積為所述聚合物乳液體積的1~1.5倍的Al₂(SO₄)₃溶液中攪拌破乳，所述Al₂(SO₄)₃溶液的重量份為2~5份；

步驟3、將步驟2所得產物用去離子水和無水乙醇交替清洗過濾后置于45℃~60℃條件下真空烘干12~36小時，得到聚（甲基丙烯酸正丁酯-丙烯腈）。

4.根據權利要求3所述的制備方法，其特征在于：在步驟1中，所述引發劑先溶解于適量的去離子水中形成溶液后再滴定加入，滴定速度為1～2s/滴。

5.根據權利要求3所述的制備方法，其特征在于：在步驟3中，先用溫度為50℃～70℃的去離子水清洗2～10次，再用無水乙醇清洗2～10次，最后用常溫去離子水清洗5～10次。

6.一種凝膠聚合物膜的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1、按照權利要求3~5任意一項所述的制備方法制備聚（甲基丙烯酸正丁酯-丙烯腈）；

步驟2、在20~60重量份的溶劑中加入重量為聚（甲基丙烯酸正丁酯-丙烯腈）重量的0%~20%的無機納米填料，所述無機納米填料為納米SiO₂、納米Al₂O₃、納米TiO₂或納米ZnS，超聲分散0.5~1小時后在30℃~60℃下加入3~8重量份的所述聚（甲基丙烯酸正丁酯-丙烯腈），攪拌至完全溶解后，加入0.5~1.5重量份的造孔劑；

步驟3、將支撐體浸泡在步驟2所得溶液中，所述支撐體為PE膜、PP膜或PP-PE-PP三層復合膜，然后用相轉移法進行相轉移得到乳白色薄膜；

步驟4、將所述薄膜在45℃~60℃下真空烘干8~24小時，得到凝膠聚合物膜。

7.根據權利要求6所述的制備方法，其特征在于：所述凝膠聚合物膜的厚度為20μm~100μm。

8.一種凝膠聚合物電解質的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1、按照權利要求6或7所述的制備方法制備凝膠聚合物膜；

步驟2、將所述凝膠聚合物膜在惰性氣體氣氛及干燥環境下浸泡在電解液中，得到凝膠聚合物電解質。

9.一種軟包聚合物鋰離子電池的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1、按照權利要求8所述的制備方法制備凝膠聚合物電解質；

步驟2、將所述凝膠聚合物電解質與正極、負極采用卷繞工藝組裝成電芯，正極以鋁極耳點焊引出，負極以鎳極耳點焊引出，然后將所述電芯在65℃~75℃下真空烘干15~20小時后置于鋁塑膜袋中，在惰性氣體氣氛及干燥環境下向所述鋁塑膜袋內注入電解液后先預封口再真空封口，封口時鋁塑膜袋中預留小氣囊，靜置5~8小時后化成，待化成結束后，化成產生的氣體進入氣囊后再次封口，得到聚合物鋰離子電池。

10.根據權利要求9所述的軟包聚合物鋰離子電池的制備方法，其特征在于：所述電解液為1M?LiPF₆?EC/DMC，其中EC∶DMC=1∶1，LiPF₆的摩爾濃度為1mol/L，所述正極的材質為LiCoO₂、LiMn₂O₄或LiFePO₄，所述負極的材質為人造石墨或焦炭相碳素微球。