[發明專利]凝膠聚合物電解質及其制備方法

無效

• 申請號: 201210447536.9
• 申請日: 2012-11-09
• 公開（公告）號: CN103811804A
• 公開（公告）日: 2014-05-21
• 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;深圳市海洋王照明工程有限公司
• 主分類號: H01M10/0565
• 分類號: H01M10/0565
• 代理公司: 廣州華進聯合專利商標代理有限公司 44224
• 代理人: 生啟;何平

技術領域

本發明涉及一種凝膠聚合物電解質及其制備方法。

背景技術

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。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。

PMMA體系由于甲基丙烯酸甲酯單元中的羰基與碳酸酯類增塑劑中的氧能發生較強的相互作用，因此能夠吸收大量的液體電解質溶液，并表現出與鋰電極較好的界面穩定性，適合做電解質基質材料；LiPF₆因為較高的電導率，是最常用的鋰鹽之一。然而，在電化學循環過程中，六氟膦酸根容易水解生成酸，而酸會腐蝕作為集流體的鋁箔，致使使用LiPF₆的PMMA基凝膠聚合物電解質作電解液的雙電層電容器的穩定性降低。

發明內容

基于此，有必要提供一種能避免腐蝕鋁箔的凝膠聚合物電解質及其制備方法。

一種凝膠聚合物電解質，包括聚甲基丙烯酸甲酯及分散在所述聚甲基丙烯酸甲酯中的六氟磷酸鋰、增塑劑及烷基硅烷，其中，所述增塑劑由碳酸丙烯酯和碳酸二甲酯混合形成，所述聚甲基丙烯酸甲酯、所述六氟磷酸鋰及所述增塑劑的質量比為1:(0.7～1):(3～8)，所述六氟磷酸鋰與所述烷基硅烷的摩爾比為1:0.001~1:0.05。

在其中一個實施例中，所述烷基硅烷選自甲基三乙基硅烷及三甲基丁基硅烷中的一種。

在其中一個實施例中，所述碳酸丙烯酯和所述碳酸二甲酯的體積比為1∶1～1:2。

在其中一個實施例中，所述六氟磷酸鋰與所述烷基硅烷的摩爾比為1:0.02~1:0.05。

一種凝膠聚合物電解質的制備方法，包括以下步驟：

將聚甲基丙烯酸甲酯、六氟磷酸鋰、增塑劑及烷基硅烷溶于溶劑中并攪拌均勻形成混合液，其中，所述增塑劑由碳酸丙烯酯和碳酸二甲酯混合形成，所述聚甲基丙烯酸甲酯、所述六氟磷酸鋰及所述增塑劑的質量比為1:(0.7～1):(3～8)，所述六氟磷酸鋰與所述烷基硅烷的摩爾比為1:0.001~1:0.05；及

除去所述混合液中的所述溶劑得到凝膠聚合物電解質。。

在其中一個實施例中，所述烷基硅烷選自甲基三乙基硅烷及三甲基丁基硅烷中的一種。

在其中一個實施例中，將所述混合液澆鑄在玻璃板上，然后在60℃~90℃、0.01MPa真空下干燥以除去所述溶劑。

在其中一個實施例中，所述溶劑為甲基吡咯烷酮或丙酮。

在其中一個實施例中，所述碳酸丙烯酯和所述碳酸二甲酯的體積比為1:1～1:2。

在其中一個實施例中，所述六氟磷酸鋰與所述烷基硅烷的摩爾比為1：0.02～1:0.05。

上述凝膠聚合物電解質中，在電化學循環過程中，六氟膦酸根容易水解生成酸（H⁺），通過加入烷基硅烷，烷基硅烷能夠與H⁺發生鍵合，從而去除電解液中游離的H⁺，避免腐蝕雙層電容器的鋁箔，能大大提高使用上述凝膠聚合物電解質的雙層電容器的穩定性。

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；

圖2為使用實施例1制備的凝膠聚合物電解質的雙層電容器與使用對比例中制備的凝膠聚合物電解質的雙層電容器的比電容與循環次數的關系圖。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施例對凝膠聚合物電解質及其制備方法進一步闡明。

一實施方式的凝膠聚合物電解質，包括聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）、六氟磷酸鋰（LiPF₆）、增塑劑及烷基硅烷。聚甲基丙烯酸甲酯為基質，六氟磷酸鋰、增塑劑及烷基硅烷分散在所述據甲基丙烯酸甲酯中。其中，增塑劑由碳酸丙烯酯（PC）和碳酸二甲酯（DMC）混合形成。聚甲基丙烯酸甲酯、六氟磷酸鋰及增塑劑的質量比為1:(0.7～1):(3～8)，六氟磷酸鋰與烷基硅烷的摩爾比為1:0.001~1:0.05。

優選的，碳酸丙烯酯和碳酸二甲酯的體積比為1∶1～1:2。

優選的，烷基硅烷選自甲基三乙基硅烷及三甲基丁基硅烷中的至少一種。

優選的，LiPF₆與烷基硅烷的摩爾比為1:0.02~1:0.05。