[發(fā)明專利]一種鋰離子電池凝膠聚合物電解質(zhì)及其制備方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210476955.5
• 申請日: 2012-11-20
• 公開（公告）號: CN103840198A
• 公開（公告）日: 2014-06-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 薛立新;魏增斌;聶鋒;陶慷;盛建芳
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所
• 主分類號: H01M10/0565
• 分類號: H01M10/0565
• 代理公司: 北京鴻元知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11327
• 代理人: 陳英俊

1.一種鋰離子電池凝膠聚合物電解質(zhì)，其特征是：由高分子聚合物、離子液體、有機(jī)溶劑、鋰鹽和成膜添加劑組成；

所述的高分子聚合物為聚氧化乙烯（PEO）、聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）、聚偏氟乙烯（PVDF）、聚偏氟乙烯-六氟丙烯（PVDF-HFP）中的一種或者幾種的混合物；

所述的述離子液體為四氟硼酸1-甲基-3-乙基咪唑（EmimBF₄）、六氟磷酸1-甲基-3-乙基咪唑（EmimPF₆）、雙（三氟甲基磺酰）亞胺1-甲基-3-乙基咪唑（EmimTFSI）、雙（三氟甲基磺酰）亞胺1,2-二甲基-3-丙基咪唑（1,2-Me₂-3-EtimTFSI）、雙（三氟甲基磺酰）亞胺三甲基正丙基銨（TMPATFSI）、雙（三氟甲基磺酰）亞胺N-甲基-N-丙基吡咯（Py₁₃TFSI）、（三氟甲基磺酰）亞胺N-甲基-N-丙基哌啶（Pp₁₃TFSI）中的一種或幾種；

所述的成膜添加劑包括亞硫酸乙烯酯（ES）、碳酸亞乙烯酯（VC）、碳酸乙烯亞乙酯（VEC）。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰離子電池凝膠聚合物電解質(zhì)，其特征是：所述的鋰鹽包括四氟硼酸鋰（LiBF₄）、六氟磷酸鋰（LiPF₆）、雙(三氟甲基磺酰)亞胺鋰（LiTFSI）、雙草酸硼酸酯鋰（LiBOB）。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰離子電池凝膠聚合物電解質(zhì)，其特征是：所述的有機(jī)溶劑包括碳酸乙烯酯（EC）、碳酸丙烯酯（PC）、γ-丁內(nèi)酯（GBL）中的一種或者幾種的混合。上述鋰鹽為四氟硼酸鋰（LiBF₄）、六氟磷酸鋰（LiPF₆）、雙（三氟甲基磺酰）亞胺鋰（LiTFSI）中的一種或者幾種的混合。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰離子電池凝膠聚合物電解質(zhì)，其特征是：所述的離子液體、有機(jī)溶劑、鋰鹽和成膜添加劑的質(zhì)量比為（1-6）:2:（0.06-6）:（0.03-2）。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰離子電池凝膠聚合物電解質(zhì)，其特征是：所述的高分子聚合物質(zhì)量與離子液體、有機(jī)溶劑、鋰鹽和成膜添加劑的質(zhì)量和之比為1:（0.5-10）。

6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一權(quán)利要求所述的鋰離子電池凝膠聚合物電解質(zhì)的制備方法，其特征是：包括如下步驟：

步驟1、將高分子聚合物與適量基體溶劑混合，使該高分子聚合物在加熱攪拌的條件下充分溶解，得到基體液；

步驟2、將離子液體、有機(jī)溶劑、鋰鹽和成膜添加劑按比例混合，使鋰鹽充分溶解，得到電解液；

步驟3、將步驟2得到的電解液緩慢加入到步驟1得到的基體液中，并攪拌至得到透明均一的凝膠液；

步驟4、將凝膠液倒入模具中，干燥除去基體溶劑，然后脫去模具，得到離子液體凝膠聚合物電解質(zhì)。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的鋰離子電池凝膠聚合物電解質(zhì)的制備方法，其特征是：所述的步驟1中，基體溶劑包括丙酮、N-甲基吡咯烷酮、四氫呋喃、二甲亞砜、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺中的一種或多種的混合。

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的鋰離子電池凝膠聚合物電解質(zhì)的制備方法，其特征是：所述的步驟1中，基體液中的高分子聚合物與基體溶劑的質(zhì)量比為1:5～1:30。

9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的鋰離子電池凝膠聚合物電解質(zhì)的制備方法，其特征是：所述的步驟4中，模具包括不銹鋼模具、玻璃板模具或者聚四氟乙烯模具。

10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的鋰離子電池凝膠聚合物電解質(zhì)的制備方法，其特征是：所述的步驟4中，采用在50～120℃的烘箱中干燥24～48h除去基體溶劑。