[發明專利]鋰離子凝膠電解液、用于它的組合物及制備方法

在審

• 申請號: 201710773663.0
• 申請日: 2017-08-31
• 公開（公告）號: CN107579278A
• 公開（公告）日: 2018-01-12
• 發明（設計）人: 張勝強;石文靜;李奇;曹少軍;王錚錚;占克軍
• 申請（專利權）人: 廣州鵬輝能源科技股份有限公司
• 主分類號: H01M10/0565
• 分類號: H01M10/0565;H01M10/0525
• 代理公司: 北京超凡志成知識產權代理事務所(普通合伙)11371
• 代理人: 吳嘯寰

技術領域

本發明涉及電池領域，特別涉及一種鋰離子凝膠電解液、用于它的組合物及制備方法。

背景技術

鋰離子電池具有能量密度高、循環壽命長、無記憶效應、工作溫度范圍寬及對環境無污染等優點，是可供選擇綜合性能最好的二次電池。目前商業化的鋰離子電池絕大部分使用液態電解液，液態電解液中的有機溶劑具有揮發性和流動性，在鋰電池生產過程中容易發生漲液、脹氣等質量問題；一旦發生漏液，極易導致使用鋰電池的電子電器被具有腐蝕性的電解液鹽腐蝕，甚至可能引發鋰電池起火燃燒及爆炸等安全事故。

凝膠型聚合物電解液易加工成各種形狀的薄膜，進而制備成超薄、形狀各異，以適應電子產品薄型化、輕型化和微型化的發展。因此，鋰離子凝膠型聚合物電解液電池取代液態電解液鋰離子電池，是鋰離子蓄電池發展的一個重大進步。目前凝膠聚合物電解液已經進行商品化生產，但要集優秀的機械性能和電性能等性能于一體，仍然是目前凝膠型聚合物電解液面臨的重大難題。

發明內容

本發明提供一種用于鋰離子凝膠電解液的組合物、鋰離子凝膠電解液制備方法、鋰離子凝膠電解液以及鋰離子電池。本發明的鋰離子凝膠電解液配制方法簡易，既降低生產成本，又便于推廣及應用。

本發明的一個方面涉及一種用于鋰離子凝膠電解液的組合物，以質量百分比計，包含：

丙烯酸酯類化合物：1～10％；

交聯劑：0.1～5％；

添加劑：0.1～5％；

熱引發劑：0.001～0.200％；

含鋰鹽的非水溶劑：85～96％，并且所述鋰鹽的濃度為0.5M～1.5M。

在上述的用于鋰離子凝膠電解液的組合物中，所述丙烯酸酯類化合物如下式(1)所示：

其中，n＝1～15；R₁各自獨立為H、CH₃-或CH₃-CH₂-；R₂為-CH₂-、-CH(CH₃)-、-CH(CH₂CH₃)-、-CH₂CH₂-、-CH₂CH₂CH₂-。

在上述的用于鋰離子凝膠電解液的組合物中，所述丙烯酸酯類化合物的含量小于等于6％。

在上述的用于鋰離子凝膠電解液的組合物中，所述交聯劑選自以下物質中的至少一種：季戊四醇三丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、乙氧基化三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、對苯二甲酸二烯丙酯、鄰苯二甲酸二烯丙酯、連苯三甲酸三烯丙酯、偏苯三甲酸三烯丙酯、均苯三甲酸三烯丙酯和三聚氰酸三烯丙酯。

在上述的用于鋰離子凝膠電解液的組合物中，所述交聯劑的含量為1～3％。

在上述的用于鋰離子凝膠電解液的組合物中，所述添加劑為聚偏二氟乙烯和/或聚偏二氟乙烯-六氟丙烯。

在上述的用于鋰離子凝膠電解液的組合物中，所述熱引發劑選自以下物質中的至少一種：偶氮二異丁腈、過氧化二苯甲酰、過氧化二碳酸酯二(4-叔丁基環己基)、過氧化十二烷酰和過氧化二碳酸二異丙酯。

在上述的用于鋰離子凝膠電解液的組合物中，所述鋰鹽選自以下物質中的至少一種：LiPF₆、LiBF₄、LiClO₄和LiAsF₆；所述非水溶劑選自以下物質中的至少一種：碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸丁烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、氯代碳酸乙烯酯、三氟甲基碳酸乙烯酯、碳酸乙丙酯、碳酸甲丙酯和碳酸甲異丙酯。

本發明的另一方面涉及一種鋰離子凝膠電解液，所述鋰離子凝膠電解液由上述的用于鋰離子凝膠電解液的組合物形成。

本發明的再一方面涉及一種鋰離子凝膠電解液的制備方法，包括以下步驟：

在干燥、惰性氣體的環境下，將上述的用于鋰離子凝膠電解液的組合物中的各組分混合均勻，然后通過熱引發，進行原位聚合，最終形成凝膠；

其中，所述原位聚合是一步聚合，聚合溫度為40～90℃。

本發明的又一方面涉及一種鋰離子電池，包括根據上述的鋰離子凝膠電解液的制備方法制備的鋰離子凝膠電解液。

本發明中配制的鋰離子凝膠電解液的電性能與液體電解液的電性能幾乎相同，即完全符合鋰離子電池的使用要求。

具體實施方式