[發明專利]一種PEO基質凝膠聚合物電解質及其制備方法

無效

• 申請號: 201210176660.6
• 申請日: 2012-05-31
• 公開（公告）號: CN103456990A
• 公開（公告）日: 2013-12-18
• 發明（設計）人: 周明杰;鄧惠仁;王要兵
• 申請（專利權）人: 海洋王照明科技股份有限公司;深圳市海洋王照明技術有限公司
• 主分類號: H01M10/0565
• 分類號: H01M10/0565;H01M10/058
• 代理公司: 廣州華進聯合專利商標代理有限公司 44224
• 代理人: 何平

技術領域

本發明涉及電解質領域，尤其涉及一種PEO基質凝膠聚合物電解質及其制備方法。

背景技術

安全問題是制約大容量、高功率鋰離子電池應用的瓶頸。目前廣泛使用的液態電解質產生的漏液、電解質氧化分解及熱失控等引起的燃燒、爆炸是電池的主要安全隱患。凝膠聚合物電解質鋰離子電池因具有安全、無泄漏、漏電流小等優點而被研究者們所重視。并且凝膠聚合物電解質是一種新型的功能高分子材料,可同時作為隔膜和電解質材料,可使電池薄形化,從而提高電池造型設計的靈活性。

PEO具有固態電解質的易加工，熱塑性好等優點，適合做電解質基質材料，

三氟乙酸鋰(LiCF₃CO₂）因為原料成本低，且與有機聚合物的相容性好，是比較具有開發前景的用于凝膠電解質的鋰鹽之一，然而，含三氟乙酸鋰的PEO基凝膠聚合物電解質在制備的過程中不可避免的會含有雜質（水），在電化學循環過程中，水將參與電極反應生成酸，從而腐蝕雙電層電容器的鋁箔，導致使用含LiCF₃CO₂的PEO基凝膠聚合物電解質作電解質的雙電層電容器的穩定性降低。

發明內容

基于上述問題，本發明所要解決的問題在于提供一種PEO基質凝膠聚合物電解質

本發明的技術方案如下：

一種PEO基質凝膠聚合物電解質，包括PEO基質、雙氰基胺鋰/EC+DMC鋰鹽和金屬氧化物；其中，雙氰基胺鋰與金屬氧化物的摩爾比為1:0.001~1:0.05，PEO:雙氰基胺鋰:EC+DMC（表示EC與DMC的混合電解液）的質量比為1:0.8:5。

所述PEO基質凝膠聚合物電解質，其中，所述雙氰基胺鋰與金屬氧化物的摩爾比為1:0.02~1:0.05。

所述PEO基質凝膠聚合物電解質，其中，所述雙氰基胺鋰/EC+DMC鋰鹽的摩爾濃度為1mol/L；且EC（碳酸乙酯）與DMC（碳酸二甲酯）的體積比為1:2。

所述PEO基質凝膠聚合物電解質，其中，所述金屬氧化物選自Al₂O₃、MgO或BaO。

本發明還提供一種PEO基質凝膠聚合物電解質的制備方法，包括如下步驟：

S1、按PEO:雙氰基胺鋰:EC+DMC為1:0.8:5的比例(質量比),稱取PEO、雙氰基胺鋰/EC+DMC和納米Al₂O₃,并溶于丙酮中,持續攪拌均勻，得到混合溶液；其中，雙氰基胺鋰與金屬氧化物的摩爾比為1:0.001~1:0.05；

S2、將混合溶液澆鑄在潔凈的平板上，再在80℃、0.01MPa真空下干燥后，即得到所述PEO基凝膠聚合物電解質。

所述PEO基質凝膠聚合物電解質的制備方法，步驟S1中，所述雙氰基胺鋰與金屬氧化物的摩爾比為1:0.02~1:0.05。

所述PEO基質凝膠聚合物電解質的制備方法，步驟S1中，步驟S1中，所述雙氰基胺鋰/EC+DMC鋰鹽溶液的摩爾濃度為1mol/L；且EC（碳酸乙酯）與DMC（碳酸二甲酯）的體積比為1:2。

所述PEO基質凝膠聚合物電解質的制備方法，步驟S1中，步驟S1中，所述金屬氧化物選自Al₂O₃、MgO或BaO。

本發明提供的PEO基質凝膠聚合物電解質，其金屬氧化物能夠與雙氰基胺鹽類離子液體中的酸類雜質中的H⁺發生反應，避免酸腐蝕雙層電容器的鋁箔，能大大提高使用本發明做電解質的雙層電容器的穩定性；且本發明屬于PEO基凝膠聚合物電解質，其用于雙層電容器后，無泄漏、安全性能好，且能大大提高使用含雙氰基胺鋰的PEO基凝膠聚合物電解質作電解質的雙電層電容器的穩定性。

附圖說明

圖1為本發明PEO基質凝膠聚合物電解質的制備工藝流程圖；

圖2為分別使用實施例1制得的PEO基質凝膠聚合物電解質與對比例1制得的PEO基質凝膠聚合物電解質的雙電層電容器在不同循環次數下的比電容關系圖；其中，橫坐標為循環次數，縱坐標為比電容值（F/g）。

具體實施方式

本發明提供的PEO基質凝膠聚合物電解質，包括PEO基質、雙氰基胺鋰/EC+DMC鋰鹽和金屬氧化物；其中，雙氰基胺鋰與金屬氧化物的摩爾比為1:0.001~1:0.05，PEO:雙氰基胺鋰:EC+DMC（表示EC和DMC的混合電解液）的質量比為1:0.8:5，EC與DMC為混合電解液，起到增塑劑的作用，而金屬氧化物則為添加劑。