[發明專利]微凝膠固態電解質膜、制備方法及鋰電池

有效

• 申請號: 201810158683.1
• 申請日: 2018-02-26
• 公開（公告）號: CN108365263B
• 公開（公告）日: 2020-10-23
• 發明（設計）人: 張海源;李鑫;李冬杰;田煥娜;王歡;王磊
• 申請（專利權）人: 天津東皋膜技術有限公司
• 主分類號: H01M10/0565
• 分類號: H01M10/0565;H01M10/058;H01M10/0525
• 代理公司: 天津市三利專利商標代理有限公司 12107
• 代理人: 楊歡

1.一種微凝膠固態電解質膜,其特征在于，包括三維隧道、設置在所述的三維隧道上的高電導率聚合物分子、吸附在所述的高電導率聚合物分子上的鋰鹽以及電解液；所述的電解液與所述的高電導率聚合物分子體積比為1-20:100;

制備所述的微凝膠固態電解質膜的方法,采用下述步驟：

1）三維隧道的制備：將多羥基官能團的多糖或者多糖的衍生物的原料與交聯劑混合形成均相的預交聯涂覆溶液；然后將預交聯涂覆溶液涂覆在正極片的表面，原位聚合并烘干成膜，得到尺度為100nm-20μm的三維隧道電解質膜；

2）將高電導率的聚合物分子接枝在步驟1）制得的三維隧道表面；

3）吸附鋰鹽：將步驟2）得到的產物加入鋰鹽溶液，反應1-4小時，反應后取出正極片和固態電解質膜的混合材料，用去離子水清洗后，真空干燥24小時得到原位聚合的電解質膜；

4）將步驟3）制備的電解質膜浸入電解液中，所述的電解液與所述的高電導率聚合物分子體積比為1-20:100，緩慢攪拌2-24小時，密封靜置12-48小時，取出膜后常溫干燥24小時即可得微凝膠固態電解質膜;

其中，步驟2）中將高電導率的聚合物分子接枝三維隧道表面采用下述步驟:

將步驟1）得到的三維隧道電解質膜和正極片的復合材料在DMF溶液中進行充分浸潤，氮氣保護下，加熱體系至50-70℃，將含有2%-50%濃度DMI的DMF溶液，滴入1%-10%的二丁基二月桂酸錫，反應1-3小時;加入0.5-20%的高電導率的聚合物分子的乙腈溶液，上升溫度為70-95℃，進行聚合反應，反應時間為2-8小時；

所述的高電導率的聚合物分子為分子量為50k-500k的聚醚類化合物、聚氨類化合物或者聚硫醚類化合物中的一種。

2.根據權利要求1所述的微凝膠固態電解質膜,其特征在于，聚醚類化合物為PEO或者PPO；所述的聚氨類化合物為聚乙二胺；聚硫醚類化合物為聚乙二硫醇。

3.根據權利要求1所述的微凝膠固態電解質膜，其特征在于，所述的鋰鹽為LiPF₆、LiAsF₆、LiBF₄、LiCl、LiAlCl₄、LiSbF₆、LiSCN、LiCF₃SO₃、LiCF₃CO₂、LiTFSI、LiN（C₄F₉SO₂）、Li₂B₁₂F₁₂或者LiBOB中的一種或者幾種混合。

4.一種鋰電池，其特征在于，采用下述方法制備：在含有惰性氣體的手套箱中將正極片、正極片上涂覆的權利要求1-3任一項所述的微凝膠固態電解質膜和鋰金屬負極片復合在一起，滾壓后得到。