[發明專利]含有天然高分子材料的凝膠聚合物電解質及其制備方法與應用

在審

• 申請號: 201310373151.7
• 申請日: 2013-08-23
• 公開（公告）號: CN103441300A
• 公開（公告）日: 2013-12-11
• 發明（設計）人: 肖時英;楊亞瓊;吳宇平;鄭健
• 申請（專利權）人: 浙江地坤鍵新能源科技有限公司
• 主分類號: H01M10/0565
• 分類號: H01M10/0565;H01M10/058
• 代理公司: 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙) 11350
• 代理人: 湯東鳳

1.一種凝膠聚合物電解質，其特征在于該凝膠聚合物電解質由液體電解質與含有天然高分子的材料組成。

2.如權利要求1所述的凝膠聚合物電解質，其特征在于所述的液體電解質包括有機化合物或者離子液體與堿金屬鹽組成的溶液。

3.如權利要求2所述的凝膠聚合物電解質，其特征在于所述的堿金屬鹽為鋰鹽、鈉鹽、鉀鹽或者它們的混合物。

4.如權利要求1所述的凝膠聚合物電解質，其特征在于所述的含有天然高分子的材料包括天然高分子化合物、天然高分子化合物的改性物或者它們與合成高分子材料組成的復合物。

5.如權利要求4所述的凝膠聚合物電解質，其特征在于所述的天然高分子化合物為纖維素、淀粉、甲殼素和殼聚糖、膠原和明膠、蠶絲和蜘蛛絲中的一種或幾種。

6.如權利要求4所述的凝膠聚合物電解質，其特征在于所述的天然高分子化合物的改性物為它們的烷基化合物、羧基化合物、磺酸基化合物、羧甲基化合物、接枝化合物、交聯化合物中的一種或幾種。

7.如權利要求4所述的凝膠聚合物電解質，其特征在于所述的合成高分子材料包括聚醚、聚丙烯腈、聚丙烯酸酯、聚偏氟乙烯(PVDF)、聚酰胺、聚酰亞胺、聚芳綸、聚酯中的一種或者多種，也包括它們的均聚物、共聚物或共混物，同時也可以添加合適的無機填料。

8.如權利要求7所述的凝膠聚合物電解質，其特征在于所述的無機填料包括氧化鋁、氧化硅、氧化鈦、氧化鋯、aLi₂O-bAl₂O₃-cTiO₂-dP₂O₅(a、b、c、d位于1-100之間)組成的化合物、蒙脫土、分子篩或者它們兩種或多種化合物的混合物。

9.一種如權利要求1所述的凝膠聚合物電解質的制備方法，其特征在于包括以下步驟：

(1)采用溶液法、加熱混合法、浸泡法、澆鑄法或電紡法，將含有天然高分子的材料制成膜形結構；

(2)將上述含有天然高分子材料制成的膜置于真空干燥箱40-120℃條件下干燥，去除痕量溶劑。

(3)在無水無氧環境中將上述干燥過的含有天然高分子材料制成的膜浸泡在電解液中1分鐘至24小時，得到凝膠聚合物電解質。

10.如權利要求9所述的方法，其特征在于步驟(3)所述的無水無氧環境為在水分含量小于1ppm、氣氛為氬氣的手套箱。

11.如權利要求9或10中任意一項所述的方法，其特征在于步驟(3)所述的電解液包括有機化合物或者離子液體與堿金屬鹽組成的溶液。

12.一種如權利要求1-7中任意一項所述凝膠聚合物電解質的應用，該應用為作為一次或者二次電池的電解質和隔膜，該電池的負極為堿金屬、堿金屬的合金、碳材料、錫、錫的合金、硅或者硅的合金，正極為MNO₂(M=Li、Na、K中的一種、2種元素或者2種以上元素，N=Co、Ni、Mn、Co中一種、2種元素或者2種以上元素)或者MN′PO₄(N′=Fe、Mn、Co中一種、兩種或者2種以上元素)。