[發明專利]一種凝膠聚合物電解質以及包括其的鋰二次電池

有效

• 申請號: 201811079232.5
• 申請日: 2018-09-17
• 公開（公告）號: CN109301319B
• 公開（公告）日: 2019-07-16
• 發明（設計）人: 曾金生
• 申請（專利權）人: 惠州市典名新能源科技有限公司
• 主分類號: H01M10/0565
• 分類號: H01M10/0565;H01M10/058;H01M10/0525;B82Y30/00
• 代理公司: 惠州創聯專利代理事務所(普通合伙) 44382
• 代理人: 趙瑾

1.一種復合凝膠聚合物電解質，其特征在于包括：

聚合物網絡，該聚合物網絡包括聚合物、無機納米粒子和硅烷偶聯劑；

電解液，滲透于所述聚合物網絡中；

所述聚合物包括聚硅氧烷、熱塑性聚氨酯和聚乙烯醇，其中，聚硅氧烷、熱塑性聚氨酯和聚乙烯醇的重量比（2-50）: （2-50）: （2-50）；

所述無機納米粒子的用量為聚合物的1-7wt%；

所述硅烷偶聯劑的用量為無機納米粒子的1-50wt%；

所述聚合物網絡結構是通過將聚硅氧烷、熱塑性聚氨酯、聚乙烯醇的混合溶液靜電紡絲制備而成；

所述聚合物網絡是通過以下方法制備得到：將聚硅氧烷、熱塑性聚氨酯、聚乙烯醇溶解形成聚合物溶液，將無機納米粒子和硅烷偶聯劑混合于上述聚合物溶液中，之后采用靜電紡絲技術紡成厚度為 0.1 mm的薄膜，靜電紡絲的參數條件被設定為：電壓為 10KV-24 kV，注射器噴射針頭的內徑為0.3 mm- 0.7 mm，噴射針頭到接收板之間的距離為 15 cm，蠕動泵推進溶液流速為 2 ml/h，并于60℃下真空干燥。

2.如權利要求1所述的復合凝膠聚合物電解質，其中，所述無機納米粒子選自ZrO₂、Al₂O₃、SiO₂、MgO、TiO₂中的一種以上。

3.如權利要求1所述的復合凝膠聚合物電解質，其中，所述電解液為1mol/L LiPF6 /EC:DMC=1:1。

4.一種鋰離子電池，包含正極、負極和權利要求1-3中任一項所述的復合凝膠聚合物電解質。

5.如權利要求4所述的鋰離子電池，其特征在于采用以下步驟制備：

（1）按重量比稱取聚硅氧烷、熱塑性聚氨酯、聚乙烯醇，將上述原料均勻溶解在N，N-二甲基甲酰胺形成1-10wt%的溶液；

（2）在步驟（1）中形成的溶液中加入無機納米粒子和硅烷偶聯劑，混合均勻；

（3）將上述溶液控制在50-60℃持續攪拌至有一定粘度的溶液；

（4）將上述溶液制備成薄膜，并充分干燥備用；

（5）將正極片、步驟（4）中的薄膜和負極片形成電芯，所述薄膜置于正極片和負極片之間，注入電解液、封口、靜置10-72小時。

6.如權利要求5所述的鋰離子電池，其中，所述制備成薄膜的方法為用靜電紡絲技術紡成厚度為 0.1 mm 的薄膜，靜電紡絲的參數條件被設定為：電壓為 10KV-24 kV，注射器噴射針頭的內徑為0.3 mm- 0.7 mm，噴射針頭到接收板之間的距離為 15 cm，蠕動泵推進溶液流速為 2 ml/h，并于60℃下真空干燥。