[發明專利]一種簡便制備鋰離子電池聚合物電解質薄膜的方法

有效

• 申請號: 201510542908.X
• 申請日: 2015-08-31
• 公開（公告）號: CN105489940B
• 公開（公告）日: 2018-05-15
• 發明（設計）人: 李麗波;馬月
• 申請（專利權）人: 哈爾濱理工大學
• 主分類號: H01M10/058
• 分類號: H01M10/058
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一種簡便制備大規格鋰離子電池聚合物電解質薄膜的方法。它涉及一種鋰離子電池聚合物電解質薄膜的制備方法。本發明主要解決現有商業電池中電解液的漏液問題和安全隱患以及全固態電解質薄膜的電導率偏低的問題。本發明的制備方法如下：將0.5g PVdF溶于2?3ml DMF溶劑15小時，將2wt%?6wt%MMT溶于1?2ml THF溶劑15小時，二者混合后再繼續攪拌15小時；將攪拌好的溶液超聲處理5?10分鐘，再將0.1g PVA溶于1?2ml DMF溶劑2小時，與混有PVdF和MMT的溶液繼續混合，加入適量鋰鹽并繼續攪拌6小時，將攪拌好的高分子溶液傾倒在潔凈的玻璃板上，將玻璃板放入真空干燥箱進行烘干處理，加熱溫度120℃，時間60min鐘后取出待用。本發明應用于鋰離子電池領域。

技術領域

本發明涉及一種簡便制備大規格鋰離子電池聚合物電解質薄膜的方法。

背景技術

隨著經濟的發展和文明的進步，人類對于能源的依賴越來越傾向于可持續、環境友好的新能源體系。鋰離子電池誕生于20世紀末，是一種綠色高能環保型電池，以其工作電壓高、比能量大、循環壽命長、污染小等優點在眾多化學電源中脫穎而出，自 20 世紀 90年代商品化以來因其性能優越而備受關注，成為純電動EV和混合動力HEV的主流動力電源之一。然而，有機電解液的存在會引起許多安全問題，進而制約其發展，在高溫、短路、過充放、擠壓和撞擊等情況下，容易出現冒煙、著火甚至爆炸的現象，故無法很好滿足 EV 和HEV 的實用需要。聚合物電解質可以避免傳統液態鋰離子電池的漏液問題，提高電池的安全性能和能量密度，并可實現電池的薄化、輕便化和形狀可變性。且操作簡便，聚合物電解質在電池、燃料敏化太陽能電池、超級電容器、化學傳感器和電致變色等領域受到廣泛關注。許多聚合物體系被用于研究固體溶劑對離子的作用機理，但是直到現在固體聚合物電解質仍然不能滿足工業化大規模生產的需要；低造價使聚合物薄膜電解質成為鋰離子電池制造中最有潛力的材料之一。

澆鑄法是一種使用廣泛，操作簡便，能夠獲得高質量，理想尺寸隔膜的成型方法。澆鑄法是將高分子基體，鋰鹽，無機粒子等成分加入到溶劑中，得到均勻混合穩定的漿料，將其澆鑄在干凈平整的玻璃板或聚四氟乙烯上，得到均勻平鋪，性質均一穩定的液層，真空干燥直至完全溶劑揮發即可，最終得到聚合物電解質膜。該法設備簡單、便于操作、生產效率高、工藝穩定、因此在隔膜的材料制備與成型工藝中有廣泛的應用。

發明內容

本發明的目的是為了解決鋰離子電池電解液漏液問題和固體電解質膜電導率不理想等問題，本發明提供一種制備PVdF/PVA/MMT 固體聚合物電解質薄膜的方法。

本發明的制備PVdF/PVA/MMT 固體聚合物電解質薄膜的方法，

它包括如下步驟。

步驟一：將待用的PVdF，PVA放置于干燥箱干燥處理。

步驟二：將0.5g PVdF溶于2-3ml DMF溶劑15小時，將2wt %-6wt %MMT溶于1-2mlTHF溶劑15小時，二者混合后再繼續攪拌15小時保證高分子溶液均勻穩定。

步驟三：將攪拌好的溶液超聲處理5-10分鐘。

步驟四：先將0.1g PVA溶于1-2ml DMF溶劑2小時，與混有PVdF和MMT的溶液繼續混合，加入適量鋰鹽并繼續攪拌6小時直至溶液均勻穩定。

步驟五：重復步驟三，然后執行步驟六。

步驟六：將攪拌好的高分子溶液傾倒在潔凈的玻璃板上，根據不同的寬度與厚度需要，制作成不同厚度的紙條，外包透明膠帶，設定好水平寬度，固定在玻璃板上，做成簡易模型，然后澆鑄得到厚度均一的液層后放置直至沒有氣泡出現。