[發明專利]凝膠聚合物電解質及其制備方法、鋰離子電池

在審

• 申請號: 201210351958.6
• 申請日: 2012-09-20
• 公開（公告）號: CN103682214A
• 公開（公告）日: 2014-03-26
• 發明（設計）人: 周明杰;劉大喜;袁新生;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;深圳市海洋王照明工程有限公司
• 主分類號: H01M2/16
• 分類號: H01M2/16;H01M10/0565;H01M10/058;H01M10/0525
• 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

本發明涉及新材料領域，特別是涉及一種凝膠聚合物電解質及其制備方法，以及使用該凝膠聚合物電解質的鋰離子電池。

背景技術

鋰離子電池具有工作電壓高、體積小、綠色無污染、能夠循環使用和使用壽命長等優點。在手機、數碼相機等各個領域有廣泛的應用。

傳統的鋰離子電池一般使用電導率高的液態電解質。然而，使用液態電解質的鋰離子電池具有的漏液、電解質氧化分解等安全隱患。同時，由于含有易燃、易揮發的液態有機溶劑，鋰離子電池在充放電過程中有機溶劑沸騰，釋放出可燃氣體。特別是在某些非常規工作條件下（如大功率充放電、過充過放等）會產生大量熱，加速氣體的產生，導致電池內壓增高，氣體泄漏，甚至起火爆炸，因而存在嚴重的安全隱患。

發明內容

基于此，有必要提供一種使用安全的凝膠聚合物電解質及其制備方法，以及使用該凝膠聚合物電解質的鋰離子電池。

一種凝膠聚合物電解質，包括含有相互貫通空隙的聚偏氟乙烯-六氟丙烯薄膜和吸附在所述聚偏氟乙烯-六氟丙烯薄膜上的電解液；

所述電解液為濃度為0.5mol/L~2.0mol/L的鋰鹽溶液，所述電解液的溶劑為體積比為1~2:4~7:0.1~0.5的碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯和碳酸亞乙烯酯的混合液。

在一個實施例中，所述聚偏氟乙烯-六氟丙烯薄膜和所述電解液的質量比為100:60~100:30。

在一個實施例中，所述聚偏氟乙烯-六氟丙烯薄膜的貫通空隙的孔隙率為40%~70%。

在一個實施例中，所述聚偏氟乙烯-六氟丙烯薄膜的厚度為30μm~150μm。

在一個實施例中，所述鋰鹽為三氟甲磺酰亞胺鋰、六氟磷酸鋰、四氟硼酸鋰或三氟甲磺酸鋰。

一種凝膠聚合物電解質的制備方法，包括以下步驟：

在保護氣體氛圍下，按照1g:1mL~3mL的比例將聚偏氟乙烯-六氟丙烯和甲基吡咯烷酮混勻，然后超聲處理，得到粘稠的漿料；

提供襯底，采用絲網印刷法將所述粘稠的漿料印刷在所述襯底上，真空干燥后得到含有相互貫通空隙的聚偏氟乙烯-六氟丙烯薄膜；

在所述保護氣體氛圍下，將所述聚偏氟乙烯-六氟丙烯薄膜浸泡在電解液中，使所述電解液吸附在所述聚偏氟乙烯-六氟丙烯薄膜上，得到凝膠聚合物電解質；所述電解液為濃度為0.5mol/L~2.0mol/L的鋰鹽溶液，所述電解液的溶劑為體積比為1~2:4~7:0.1~0.5的碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯和碳酸亞乙烯酯的混合液。

在一個實施例中，所述絲網印刷法中采用200目絲網，絲網印刷法中采用的刷子在印刷時的角度為45°。

在一個實施例中，所述真空干燥的溫度為60℃~100℃。

在一個實施例中，所述聚偏氟乙烯-六氟丙烯薄膜在電解液中的浸泡時間為5min~60min。

一種鋰離子電池，包括電池殼體、正極、負極和凝膠聚合物電解質；

所述正極、負極和凝膠聚合物電解質位于所述電池殼體內，所述凝膠聚合物電解質位于所述正極和負極之間；

所述凝膠聚合物電解質包括聚偏氟乙烯-六氟丙烯薄膜和吸附在所述聚偏氟乙烯-六氟丙烯薄膜上的電解液；

所述電解液為濃度為0.5mol/L~2.0mol/L的鋰鹽溶液，所述電解液的溶劑為體積比為1~2:4~7:0.1~0.5的碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯和碳酸亞乙烯酯的混合液。

上述凝膠聚合物電解質應用于鋰離子電池時，由于鋰離子電池內部采用了聚偏氟乙烯-六氟丙烯薄膜，不易流動，不會發生漏液現象，也不會因為液體沸騰產生大量氣體而爆炸，和傳統的鋰離子電池相比，這種采用了凝膠聚合物電解質制備的鋰離子電池，使用更加安全。

附圖說明

圖1為一實施方式的凝膠聚合物電解質的制備方法的流程圖。

具體實施方式

為使本發明的上述目的、特征和優點能夠更加明顯易懂，下面結合附圖對本發明的具體實施方式做詳細的說明。在下面的描述中闡述了很多具體細節以便于充分理解本發明。但是本發明能夠以很多不同于在此描述的其它方式來實施，本領域技術人員可以在不違背本發明內涵的情況下做類似改進，因此本發明不受下面公開的具體實施的限制。

一實施方式的凝膠聚合物電解質，包括含有相互貫通空隙的聚偏氟乙烯-六氟丙烯(P(VDF-HFP))薄膜和吸附在聚偏氟乙烯-六氟丙烯薄膜上的電解液。