[發明專利]一種聚合物電解質膜的制備方法

有效

• 申請號: 201610398348.X
• 申請日: 2016-06-07
• 公開（公告）號: CN107474270B
• 公開（公告）日: 2021-01-12
• 發明（設計）人: 程躍;鄧洪貴;王麗華;何方波;王偉強
• 申請（專利權）人: 上海恩捷新材料科技有限公司
• 主分類號: C08J7/00
• 分類號: C08J7/00;C08J5/18;C08L27/16;C08K7/26;H01M10/0565;H01M10/0525
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 張睿

本發明公開了一種聚合物電解質膜的制備方法。所述方法包括步驟：(1)將分子篩材料、聚合物和溶劑混合得到漿料；(2)將漿料涂覆于基膜上，得到濕薄膜；(3)使濕薄膜干燥后浸泡在鋰鹽電解液中得到聚合物電解質膜。

技術領域

本發明涉及二次鋰電池，尤其涉及聚合物電解質膜的制備方法。

背景技術

使用非水溶液電解質的二次鋰離子電池以其高比能量的特點，已經在移動通訊，便攜式計算機及各種可移動電子終端機上獲得了廣泛的應用。目前，有兩類鋰離子電池，一種為使用液體有機電解質的鋰離子電池，另一種為使用固體或膠體聚合物電解質的鋰離子電池，其制造工藝簡單，具形狀靈活性(形狀可變)，可制成厚度小于1mm的電池，無液體泄漏，保存時間較長等。在本發明中，鋰離子電池和金屬鋰電池統稱為鋰電池。隨著電動車和電動工具的發展普及,人們對鋰離子電池的性能提出了更高的要求,即能量密度大、功率高、循環壽命長、安全性好、體積小。顯然,第一代液態鋰離子電池已經不能滿足需求.近年來,新一代聚合物鋰離子二次電池已成為鋰電池領域的研究熱點。聚合物電解質具有高分子材料所特有的質量輕、彈性好、易成膜等特點，在一定程度上符合化學電源質輕、安全、高效、環保的發展趨勢，因此成為近幾年化學電源研究和開發的熱點。

現有技術中使用聚偏氟乙烯(PVDF)和六氟丙烯(HFP)的共聚物以及含鋰鹽LiPF₆，碳酸丙烯酯(PC),碳酸乙烯酯(EC)的混合物制成的凝膠態聚合物電解質膜。此外，聚丙烯腈、聚氯乙烯、氧化聚乙烯(PEO)類膠態聚合物電解質也用于鋰電池。但它們的常溫導電性差，制備工藝相對復雜或對環境濕度要求苛刻，電池的大電流充放電性能不能滿足現代電器要求。

含氟型聚合物通常具有較好的力學性能和電化學穩定性能。目前關于含氟凝膠型聚合物電解質的報道多以多孔型聚偏氟乙烯為基質，浸漬電解液的多孔性電解質充放電速度快，比多孔性的聚烯烴隔膜電化學穩定性好，機械性能好，但是其對電解液的親和能力差，在電池的使用過程中，電解液容易泄漏。

因此，本領域迫切需要提供在吸液能力上有提高的聚合物電解質材料及其膜的制備技術。

發明內容

本發明旨在提供一種新型聚合物電解質膜的制備方法。

在本發明的第一方面，提供了一種聚合物電解質膜的制備方法，所述方法包括步驟：

(1)將分子篩材料、聚合物和溶劑混合得到漿料；

(2)將漿料涂覆于基膜上，得到濕薄膜；和

(3)使濕薄膜干燥后浸泡在鋰鹽電解液中得到聚合物電解質膜。

在另一優選例中，所述分子篩材料為納米5A分子篩。

在另一優選例中，所述分子篩材料與聚合物的重量比為1﹕20-200，更優選為1﹕30-100，最優選為1﹕40-60。

在另一優選例中，步驟(1)中以獲得的漿料的總重量計，其中含有分子篩材料0.1-3.3wt％。

在另一優選例中，所述聚合物選自聚偏氟乙烯(PVDF)、聚偏氟乙烯與六氟丙烯共聚物(P(VDF-HFP))、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、或其混合。

在另一優選例中，所述聚合物中聚偏氟乙烯與六氟丙烯共聚物(P(VDF-HFP))的重量比為1﹕0.1-5，更優選為1﹕0.2-4，最優選為1﹕0.3-3。

在另一優選例中，所述溶劑選自下述的一種或兩種以上：丙酮、N-甲基-2-吡咯烷酮、N,N-二甲基甲酰胺，N,N-二甲基乙酰胺、二甲基亞砜、乙醇、和異丙醇。

在另一優選例中，所述鋰鹽電解液中溶質的濃度為0.5-1.5mol/L；所述溶質為六氟磷酸鋰。