[發(fā)明專利]一種以水為溶劑的生物聚合物電解質(zhì)的制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910298026.1
• 申請(qǐng)日: 2019-04-15
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110010966B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-06-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李麗波;單宇航;杜金田;翟墨
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 哈爾濱理工大學(xué)
• 主分類號(hào): H01M10/0565
• 分類號(hào): H01M10/0565
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• 代理人: 暫無(wú)信息

本發(fā)明涉及鋰離子電池凝膠聚合物電解質(zhì)領(lǐng)域，具體涉及一種以水為溶劑的生物聚合物電解質(zhì)的制備方法。本發(fā)明制備步驟依次為：1）將醋酸纖維素與羥乙基纖維素和去離子水按照一定比例混合攪拌12h得到混合溶液。2）將尿素、氯化膽堿和甘油按照一定質(zhì)量比水浴加熱溶解至無(wú)色透明態(tài)得到低共熔溶劑。3）向混合溶液中加入低共熔溶劑共混6h后加入鋰鹽繼續(xù)攪拌6h。在室溫下將混合溶液倒入培養(yǎng)皿中靜置除泡，然后在100℃于真空干燥箱烘干15h制得薄膜。由此法所制的隔膜具有表面形狀良好，合成工藝簡(jiǎn)單，操作便捷，且具有較高電導(dǎo)率等特點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及鋰離子電池凝膠聚合物電解質(zhì)領(lǐng)域，具體涉及一種以水為溶劑的生物聚合物電解質(zhì)的制備方法。

背景技術(shù)

鋰離子電池具有體積小、重量輕、壽命長(zhǎng)以及容量密度高等顯著優(yōu)點(diǎn)。在其發(fā)展過(guò)程中，由于液態(tài)電解質(zhì)漏液、氧化等引起的爆炸燃燒等安全問(wèn)題引起了研究者們的廣泛重視，凝膠聚合物電解質(zhì)是一種安全性高、無(wú)泄漏的新型聚合物電解質(zhì)材料，是解決電池安全及環(huán)保問(wèn)題的先進(jìn)舉措。

近些年，鋰離子電池已經(jīng)作便攜式移動(dòng)電源被人們廣泛運(yùn)用，電池中的電解質(zhì)是組成鋰離子電池的關(guān)鍵部分，離子電導(dǎo)率是聚合物電解質(zhì)的重要參數(shù)，離子電導(dǎo)率代表電解質(zhì)傳輸離子能力的強(qiáng)弱，影響鋰離子的輸送。因此，提高電解質(zhì)的電導(dǎo)率成為了研究熱點(diǎn)。

醋酸纖維素和羥乙基纖維素是兩種生物質(zhì)材料，均為纖維素的衍生物，其原料纖維素可直接從自然界中提取，作為聚合物電解質(zhì)材料的基體具有安全、環(huán)保和資源豐富等多個(gè)優(yōu)點(diǎn)，而且溶劑去離子水同樣具備以上優(yōu)點(diǎn)。

21世紀(jì)，環(huán)保問(wèn)題和資源匱乏問(wèn)題得到了全球各個(gè)國(guó)家的密切關(guān)注，使用高性能低損耗的環(huán)保新材料已經(jīng)成為了必然趨勢(shì)，而醋酸纖維素和羥乙基纖維素以及去離子水滿足這些要求，此類聚合物電解質(zhì)可作為未來(lái)鋰電池聚合物電解質(zhì)發(fā)展的研究目標(biāo)之一。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明解決了傳統(tǒng)液態(tài)聚合物電解質(zhì)的安全問(wèn)題，以及固態(tài)電導(dǎo)率低和孔徑過(guò)大等問(wèn)題，本發(fā)明采用醋酸纖維素和羥乙基纖維素為基體材料，去離子水作為溶劑，低共熔溶劑為添加劑，制備了一種具有較高安全性、高電導(dǎo)率的凝膠聚合物電解質(zhì)。

一種以水為溶劑的生物聚合物電解質(zhì)的制備方法，其特征在于是按照以下步驟進(jìn)行：

步驟一：將醋酸纖維素、羥乙基纖維素和溶劑水混合于燒杯中攪拌12h。

步驟二：將尿素、氯化膽堿和甘油按照一定質(zhì)量比溶于稱量瓶中，水浴加熱溶解至無(wú)色透明狀態(tài)。

步驟三：將步驟二所制得低共熔溶劑加入步驟一所得的混合溶液中，攪拌6h后添加鋰鹽并繼續(xù)攪拌6h，于室溫下放置到培養(yǎng)皿中靜置除去氣泡，待氣泡除盡后將其放進(jìn)100℃的真空干燥箱中烘干15h后制得薄膜。

附圖說(shuō)明

圖1為生物聚合物電解質(zhì)薄膜的電化學(xué)阻抗譜圖。

圖2為生物聚合物電解質(zhì)薄膜在2000倍率下的掃描電鏡圖。

圖3為生物聚合物電解質(zhì)薄膜在5000倍率下的掃描電鏡圖。

圖4為生物聚合物電解質(zhì)薄膜的照片。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合最佳的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不僅限于以下實(shí)施例。

具體實(shí)施方式一，一種以水為溶劑的生物聚合物電解質(zhì)的制備方法，其特征在于按照以下步驟進(jìn)行：

步驟一：將0.5g醋酸纖維素和0.1g羥乙基纖維素于燒杯中，添加30ml去離子水，攪拌12h。

步驟二：將0.6g尿素、0.4g氯化膽堿和0.2g甘油溶于稱量瓶中，進(jìn)行水浴加熱溶解至無(wú)色透明狀態(tài)。