[發明專利]凝膠聚合物電解質及其制備方法

無效

• 申請號: 201210447795.1
• 申請日: 2012-11-09
• 公開（公告）號: CN103811195A
• 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）亞胺鋰因為其電導率高，耐壓窗口寬，是比較具有開發前景的的鋰鹽之一，然而，在電化學循環過程中，二（三氟甲磺酰）亞胺根能腐蝕電極集流體--鋁箔，導致使用含二（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壽命降低。

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，包括聚偏氟乙烯及吸附在所述聚偏氟乙烯內的電解液及三氟化鋁，其中，所述凝膠聚合物電解質中所述聚偏氟乙烯的質量百分含量為10%~25％，所述電解液的質量百分含量為70%~85%，所述三氟化鋁的質量百分含量為0.1%~5%，所述電解液包括二（三氟甲磺酰）亞胺鋰及增塑劑，所述二（三氟甲磺酰）亞胺鋰與所述增塑劑的質量比為1:7～1:9，所述增塑劑由碳酸丙烯酯和碳酸二甲酯混合形成。

在其中一個實施例中，所述三氟化鋁的質量百分含量為2%~4%。

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1:1.5～1:3。

在其中一個實施例中，所述聚偏氟乙烯的質量百分含量為10%~15%。

一種凝膠聚合物電解質的制備方法，包括以下步驟：

將三氟化鋁超聲分散在電解液中形成混合液，所述電解液包括二（三氟甲磺酰）亞胺鋰及增塑劑，所述二（三氟甲磺酰）亞胺鋰與所述增塑劑的質量比為1:7～1:9，所述增塑劑由碳酸丙烯酯和碳酸二甲酯混合形成，所述三氟化鋁與所述電解液的質量比為1:850~1:14；及

將聚偏氟乙烯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，所述聚偏氟乙烯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，所述三氟化鋁與所述電解液的質量比為2:85~2:35。

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，所述碳酸丙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，所述聚偏氟乙烯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，通過加入三氟化鋁，三氟化鋁將通過與集流體鋁箔的可逆反應，均勻的沉積在鋁箔上，形成鈍化層，阻止鋁與二（三氟甲磺酰）亞胺根的反應，從而起到防止鋁箔腐蝕，大大增加雙電層電容器壽命的作用。

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，包括聚偏氟乙烯（PVDF）、吸附在聚偏氟乙烯內的電解液及三氟化鋁。

凝膠聚合物電解質中聚偏氟乙烯的質量百分含量為10%~25%，優選為10%~15％。優選的，聚偏氟乙烯為聚偏氟乙烯微孔膜。

凝膠聚合物電解質中電解液的質量百分含量為70%~85%。電解液包括二（三氟甲磺酰）亞胺鋰（LiN(SO₂CF₃)₂）及增塑劑。二（三氟甲磺酰）亞胺鋰與增塑劑的質量比為1:7～1:9。增塑劑由碳酸丙烯酯（PC）和碳酸二甲酯（DMC）混合形成。優選的，碳酸丙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三氟化鋁的質量百分含量為0.1%~5%，優選為2%~4%。

上述凝膠聚合物電解質中，通過加入三氟化鋁，三氟化鋁將通過與集流體鋁箔的可逆反應，均勻的沉積在鋁箔上，形成鈍化層，阻止鋁與二（三氟甲磺酰）亞胺根的反應，從而起到防止鋁箔腐蝕，大大增加雙電層電容器壽命的作用。

請參閱圖1，上述凝膠聚合物電解質的制備方法，包括以下步驟：