[發明專利]凝膠聚合物電解質及其制備方法

無效

• 申請號: 201210447556.6
• 申請日: 2012-11-09
• 公開（公告）號: CN103811805A
• 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是最常用的鋰鹽之一，但是鋰離子的遷移數偏低，從而使得凝膠聚合物電解質的電導率較低。

發明內容

基于此，有必要提供一種電導率較高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吸附在所述聚甲基丙烯酸甲酯內的電解液及氮雜醚類化合物，其中，所述凝膠聚合物電解質中所述聚甲基丙烯酸甲酯的質量百分含量為10%~25%，所述電解液的質量百分含量為70%~85%，所述氮雜醚類化合物的質量百分含量為0.1%~5%，所述電解液包括六氟膦酸鋰及增塑劑，所述六氟膦酸鋰與所述增塑劑的質量比為1:7～1:9，所述增塑劑由碳酸乙烯酯和碳酸二甲酯混合形成。

在其中一個實施例中，所述氮雜醚類化合物選自三（六氟異丙氧基）胺及三全氟苯氧基胺中的一種。

在其中一個實施例中，所述碳酸乙烯酯和所述碳酸二甲酯的體積比為1:1.5～1:3。

在其中一個實施例中，所述聚甲基丙烯酸甲酯的質量百分含量為10%~15%。

一種凝膠聚合物電解質的制備方法，包括以下步驟：

將氮雜醚類化合物超聲分散在電解液中形成混合液，所述電解液包括六氟膦酸鋰及增塑劑，所述六氟膦酸鋰與所述增塑劑的質量比為1:7～1:9，所述增塑劑由碳酸乙烯酯和碳酸二甲酯混合形成，所述氮雜醚類化合物與所述電解液的質量比為1:850~1:14；及

將聚甲基丙烯酸甲酯微孔膜浸入所述混合液中吸附所述混合液得到凝膠聚合物電解質，所述聚甲基丙烯酸甲酯微孔膜與所述電解液的質量比為1:8.5~5：14。

在其中一個實施例中，所述氮雜醚類化合物選自三（六氟異丙氧基）胺及三全氟苯氧基胺中的一種。

在其中一個實施例中，所述超聲分散的時間為5分鐘~30分鐘。

在其中一個實施例中，所述碳酸乙烯酯和所述碳酸二甲酯的體積比為1:1.5～1:3。

在其中一個實施例中，所述聚甲基丙烯酸甲酯微孔膜與所述電解液的質量比為1:8.5~3：14。

上述凝膠聚合物電解質中，通過加入氮雜醚類化合物，氮雜醚類化合物能與PF₆^-（六氟膦酸陰離子）形成配合物，從而使LiPF₆的離解度增加，鋰離子的遷移數增加，從而大幅度提高凝膠聚合物電解質的電導率。

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

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）、吸附在聚甲基丙烯酸甲酯內的電解液及氮雜醚類化合物。

凝膠聚合物電解質中聚甲基丙烯酸甲酯的質量百分含量為10%~25％，優選為10%~15％。優選的，聚甲基丙烯酸甲酯為聚甲基丙烯酸甲酯微孔膜。

凝膠聚合物電解質中電解液的質量百分含量為70%~85%。電解液包括六氟膦酸鋰（LiPF₆）及增塑劑。六氟膦酸鋰與增塑劑的質量比為1:7～1:9。增塑劑由碳酸乙烯酯（EC）和碳酸二甲酯（DMC）混合形成。優選的，碳酸乙烯酯和碳酸二甲酯的體積比為1∶1.5～1:3。

凝膠聚合物電解質中氮雜醚類化合物的質量百分含量為0.1%~5%。優選的，氮雜醚類化合物選自三（六氟異丙氧基）胺（[(CF₃)₂CHO]₃N）及三全氟苯氧基胺（(C₆F₅O)₃N）中的一種。