[發明專利]凝膠聚合物電解質及其制備方法

無效

• 申請號: 201210447758.0
• 申請日: 2012-11-09
• 公開（公告）號: CN103811192A
• 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: H01G11/56
• 分類號: H01G11/56;H01G11/84
• 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。

PVDF體系由于C-F是很強吸電子基團，PVDF基聚合物電解質具有較強的抗氧化能力，而且，其介電常數(8.4)高，有助于鋰鹽的解離和載流子濃度的提高，并且其具有好的機械強度、化學穩定性、電化學穩定性、熱穩定性，適合做電解質基質材料；二（三氟甲磺酰）亞胺鋰(LiN（SO₂CF₃）₂）因為粘度低、熔點低、導電率高及電壓窗口寬,而成為高端鋰鹽之一，然而，含二（三氟甲磺酰）亞胺鋰的PVDF基凝膠聚合物電解質在制備的過程中不可避免的會含有酸類雜質，在電化學循環過程中，酸會腐蝕作為集流體的鋁箔，致使使用二（三氟甲磺酰）亞胺鋰的PVDF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，包括聚偏氟乙烯及分散在所述聚偏氟乙烯中的二（三氟甲磺酰）亞胺鋰、增塑劑及烷基胺，其中，所述增塑劑由碳酸丙烯酯和碳酸二甲酯混合形成，所述聚偏氟乙烯、所述二（三氟甲磺酰）亞胺鋰及所述增塑劑的質量比為1:(0.5～1):(3～8)，所述二（三氟甲磺酰）亞胺鋰與所述烷基胺的摩爾比為1:0.001~1:0.05。

在其中一個實施例中，所述烷基胺選自丁胺、戊胺及己胺中的一種。

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，所述二（三氟甲磺酰）亞胺鋰與所述烷基胺的摩爾比為1:0.02~1:0.04。

一種凝膠聚合物電解質的制備方法，包括以下步驟：

將聚偏氟乙烯、二（三氟甲磺酰）亞胺鋰、增塑劑及烷基胺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，所述聚偏氟乙烯、所述二（三氟甲磺酰）亞胺鋰及所述增塑劑的質量比為1:(0.5～1):(3～8)，所述二（三氟甲磺酰）亞胺鋰與所述烷基胺的摩爾比為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，所述烷基胺選自丁胺、戊胺及己胺中的一種。

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，所述二（三氟甲磺酰）亞胺鋰與所述烷基胺的摩爾比為1：0.02~1:0.04。

上述凝膠聚合物電解質中，通過加入烷基胺，烷基胺能夠與二（三氟甲磺酰）亞胺鹽類離子液體中的酸類雜質中的H⁺發生反應（RNH₂+H⁺=RNH₃⁺，其中R為烷基），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液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，包括聚偏氟乙烯（PVDF）、二（三氟甲磺酰）亞胺鋰（LiN（SO₂CF₃）₂）、增塑劑及烷基胺。聚偏氟乙烯為基質，二（三氟甲磺酰）亞胺鋰、增塑劑及烷基胺分散在聚偏氟乙烯中。其中，增塑劑由碳酸丙烯酯（PC）和碳酸二甲酯（DMC）混合形成。聚偏氟乙烯、二（三氟甲磺酰）亞胺鋰及增塑劑的質量比為1:(0.5～1):(3～8)，二（三氟甲磺酰）亞胺鋰與烷基胺的摩爾比為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，烷基胺選自丁胺、戊胺及己胺中的至少一種。