[發(fā)明專利]一種凝膠電解質(zhì)的制備方法及其應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811060127.7
• 申請日: 2018-09-12
• 公開（公告）號: CN109273773B
• 公開（公告）日: 2020-07-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉喜正;雷曉峰;丁軼
• 申請（專利權(quán)）人: 天津理工大學(xué)
• 主分類號: H01M10/058
• 分類號: H01M10/058;H01M10/0565
• 代理公司: 天津翰林知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 12210
• 代理人: 趙鳳英

本發(fā)明為一種凝膠電解質(zhì)的制備方法及其應(yīng)用。該方法包括以下步驟：將鋰材料加入到預(yù)置溶液中，0～70℃下放置1分鐘～10天，然后取出鋰材料，得到表面具有引發(fā)性胺基化合物保護層的鋰材料；再將上步得到的表面具有引發(fā)性胺基化合物保護層的鋰材料浸沒入醚基電解液中0.1～10天，得到原位凝膠電解質(zhì)，作為電池中的凝膠電解質(zhì)。本發(fā)明方法簡單，成本低廉且實用有效。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及凝膠電解質(zhì)的制備方法及其應(yīng)用，更具體地說，是涉及一種原位凝膠電解質(zhì)的制備方法及其在電池中的應(yīng)用，屬于二次電池相關(guān)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

近年來鋰離子、鈉離子電池等新型二次電池在人們的生產(chǎn)和生活中使用越來越普遍，而凝膠聚合物電解質(zhì)體系的電池則滿足了人們關(guān)于高能量密度、安全性和柔性器件的需要。但是目前凝膠電解質(zhì)的制備方法大都較為復(fù)雜，部分凝膠的制備需要在一定條件下才能形成。CN 106532115 A公開了一種鋰硫電池凝膠電解質(zhì)的制備方法，電解液、可聚合單分子有機物和引發(fā)劑需要在高溫或紫外光條件下引發(fā)聚合反應(yīng)制備凝膠電解質(zhì)，工藝復(fù)雜且能耗和成本增加；CN 106654368 A公布了一種凝膠電解質(zhì)的制備方法，PS-PEO-PS三段共聚物制備的共混多孔膜在催化劑和交聯(lián)劑的作用下制備交聯(lián)多孔膜，多孔膜吸收電解液后制備成凝膠電解質(zhì)。這種方法復(fù)雜，工藝繁瑣；Yonggang Wang等(Angew.Chem.Int.Ed.2017,56)先配置了A,B,C三種溶液，按一定比例混合后在紫外光照射條件下制備了凝膠電解質(zhì)，這種方法較為復(fù)雜，成膠條件較為苛刻。Xin-Bo Zhang等(Adv.Mater.2017,29,1700378)制備凝膠電解質(zhì)的過程中需要高溫固化，成膠條件也較為苛刻，且能耗也會增加。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的為針對以上存在的問題，提供了一種凝膠電解質(zhì)的制備方法及其應(yīng)用。該方法首先通過制備表面具有引發(fā)性胺基化合物保護層的鋰材料；再將所得到的鋰材料浸沒入醚基電解液中，電解液原位凝膠化，得到原位凝膠電解質(zhì)。本發(fā)明方法簡單，成本低廉且實用有效。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：

一種凝膠電解質(zhì)的制備方法，包括以下步驟：

(1)將鋰材料加入到預(yù)置溶液中，0～70℃下放置1分鐘～10天，然后取出鋰材料，得到表面具有引發(fā)性胺基化合物保護層的鋰材料；

其中，每mL預(yù)置溶液中加入0.01～30g鋰材料；所述的鋰材料為純金屬鋰或鋰合金，鋰合金中的組成為鋰和其他組分，所述的其它組分為金屬鈉和鉀的一種或兩種；鋰合金中鋰的質(zhì)量百分比≧0.01％；

所述的每mL處理溶液中加入鋰材料量優(yōu)選為1～10g，所述的鋰合金中鋰的質(zhì)量百分比含量優(yōu)選為5～95％；

所述的鋰材料的形態(tài)為顆粒、粉末、箔、片、線、條或塊狀；

所述的放置為靜置、搖動、攪拌或晃動。

所述的預(yù)置溶液為胺類化合物或胺類化合物的溶液；

所述的胺類化合物的溶液，胺類化合物的質(zhì)量百分濃度為≧0.01％；所述的胺類化合物為一元胺、二元胺和多元胺中的一種或幾種；溶劑為有機溶劑。

所述胺類化合物的溶液中的胺類化合物的質(zhì)量百分濃度優(yōu)選為0.1％～99％。

所述的有機溶劑為酯類溶劑、醚類溶劑、烴類溶劑、砜類溶劑或其它溶劑。

所述的酯類溶劑為碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸乙烯酯或碳酸丙烯酯；所述的醚類溶劑為乙二醇二甲醚、二乙二醇二甲醚、三乙二醇二甲醚、四乙二醇二甲醚、二氧戊環(huán)或四氫呋喃；所述的烴類溶劑為正丁烷、甲苯、二甲苯、二氯甲烷或二氯乙烷；所述的砜類溶劑為二甲基亞砜、乙基二甲基砜或四甲基砜；所述的其它溶劑為乙腈、吡啶或各類離子液體。