[發(fā)明專利]鋰離子電池聚合物電解質(zhì)膜及其制備方法

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• 申請日: 2018-11-01
• 公開（公告）號: CN109473716A
• 公開（公告）日: 2019-03-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 檀滿林;田勇;郭震;符冬菊;陳建軍
• 申請（專利權(quán)）人: 深圳清華大學(xué)研究院
• 主分類號: H01M10/0565
• 分類號: H01M10/0565;H01M10/0525
• 代理公司: 深圳市鼎言知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44311
• 代理人: 曾昭毅;鄭海威

本發(fā)明公開了一種鋰離子電池聚合物電解質(zhì)膜及其制備方法。該電解質(zhì)膜包括聚合物基體、鋰鹽、增塑劑以及添加劑，該制備方法為溶液澆鑄法。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所制備的鋰離子電池聚合物電解質(zhì)膜具有安全性高以及電化學(xué)性能好的特點。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及鋰離子電池領(lǐng)域，尤其涉及一種鋰離子電池聚合物電解質(zhì)膜及其制備方法。

背景技術(shù)

鋰離子電池具有循環(huán)壽命長、比能量高、穩(wěn)定性好等顯著優(yōu)點，在便攜式電子產(chǎn)品和電動汽車等領(lǐng)域都有良好的應(yīng)用前景。但是，安全性差以及電化學(xué)性能一直是限制鋰離子電池進一步發(fā)展的一個十分重要的因素。目前液態(tài)鋰離子電池在安全方面以及電化學(xué)性能均不能達到理想的效果。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明提供一種鋰離子電池聚合物電解質(zhì)膜及其制備方法。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種鋰離子電池聚合物電解質(zhì)膜，所述鋰離子電池聚合物電解質(zhì)膜為一凝膠型聚合物電解質(zhì)膜，所述凝膠型聚合物電解質(zhì)膜包括一聚合物基體、一鋰鹽以及一增塑劑。所述聚合物基體、所述鋰鹽與所述增塑劑的質(zhì)量比為 17～68:3～12:10～40。所述增塑劑為碳酸二乙酯、γ－羥基丁內(nèi)酯、鄰苯二甲酸丁酯、碳酸甲乙酯、碳酸二乙酯、聚乙二醇、聚乙二醇二甲醚、碳酸次乙酯和鈦酸二丁酯中的一種或幾種。

一種鋰離子電池聚合物電解質(zhì)膜的制備方法，包括以下步驟：

將一鋰鹽溶解在一溶劑中，然后加入一聚合物基體，反應(yīng)得到一混合溶液；

將一增塑劑溶解在上述混合溶液中，反應(yīng)得到一中間溶液；

通過溶液澆鑄法加工所述中間溶液，干燥后得到所述聚合物電解質(zhì)膜。

本發(fā)明所具有的優(yōu)點：

本發(fā)明所制備的鋰離子電池聚合物電解質(zhì)膜具有安全性高以及電化學(xué)性能好的特點。

具體實施方式

下面結(jié)合具體實施方式，對本發(fā)明作進一步詳細的描述，但本發(fā)明的實施方式并不限于此。

一種鋰離子電池聚合物電解質(zhì)膜，所述鋰離子電池聚合物電解質(zhì)膜為一凝膠型聚合物電解質(zhì)膜。所述凝膠型聚合物電解質(zhì)膜包括一聚合物基體、一鋰鹽以及一增塑劑。所述聚合物基體、所述鋰鹽與所述增塑劑的質(zhì)量比為 17～68:3～12:10～40。優(yōu)選地，所述聚合物基體、所述鋰鹽與所述增塑劑的質(zhì)量比為60:10:30。所述增塑劑為碳酸二乙酯、γ－羥基丁內(nèi)酯、鄰苯二甲酸丁酯、碳酸甲乙酯、碳酸二乙酯、聚乙二醇、聚乙二醇二甲醚、碳酸次乙酯和鈦酸二丁酯中的一種或幾種。所述增塑劑能夠提高所述凝膠型聚合物電解質(zhì)膜的離子電導(dǎo)率。

所述聚合物基體為聚環(huán)氧乙烷(PEO)、聚己內(nèi)酯(PCL)和聚偏氟乙烯 (PVdF)中的一種或幾種。所述聚合物基體是粒子運動的載體，具有在有機溶劑中易溶解、本身熔點較高、易在容器中形成力學(xué)性能較好的薄膜、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、不易分解以及不與電極材料反應(yīng)的特點。

所述鋰鹽為高氯酸鋰(LiClO₄)和六氟磷酸鋰(LiPF₆)中的一種或兩種。所述鋰鹽主要提供用于導(dǎo)電的離子。

所述凝膠型聚合物電解質(zhì)膜還包括一鋰化樹脂和一玻璃纖維中的一種或兩種，所述鋰化樹脂選自所述鋰鹽處理過的環(huán)氧樹脂、乙烯基酯樹脂和不飽和聚酯樹脂中的一種。所述鋰化樹脂和所述玻璃纖維均能增強所述凝膠型聚合物電解質(zhì)膜的機械性能和熱穩(wěn)定性能。

一種鋰離子電池聚合物電解質(zhì)膜的制備方法，包括以下步驟：

將一鋰鹽溶解在一溶劑中，然后加入一聚合物基體，反應(yīng)得到一混合溶液；

將一增塑劑溶解在上述混合溶液中，反應(yīng)得到一中間溶液；