[發明專利]一種具有室溫高離子電導率的聚合物基固態電解質的制備方法

有效

• 申請號: 201910919938.6
• 申請日: 2019-09-26
• 公開（公告）號: CN110828890B
• 公開（公告）日: 2022-12-27
• 發明（設計）人: 廖海洋;周楓林;張余龍;胡曉靖
• 申請（專利權）人: 湖南工業大學
• 主分類號: H01M10/0565
• 分類號: H01M10/0565;H01M10/058;H01M10/0525
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 楊千尋;馮振寧

1.一種具有室溫高離子電導率的聚合物基固態電解質的制備方法，其特征在于，制備步驟包括：

S1.配置基體溶液：將聚合物基體溶于良溶劑中，配置一定濃度的聚合物基體溶液；

S2.配置功能單體溶液：取一定量的二(三氟甲基磺酰)亞胺鋰(LiTFSI)溶于功能單體中形成LiTFSI/功能單體溶液；另取一定量的三（三氟磺酸）鋁((CF₃SO₃)₃Al)溶于功能單體形成(CF₃SO₃)₃Al/功能單體溶液；

S3.配置前驅液：將S2中所述LiTFSI/功能單體溶液和(CF₃SO₃)₃Al/功能單體溶液按一定比例混合均勻，形成混合液，然后將混合液加入到步驟(1)所述的聚合物基體溶液中攪拌均勻制成前驅液；

S4.制備固態電解質膜：將S3中所述前驅液涂在鋰片上，然后將涂有前驅液的鋰片干燥，得到具有室溫高離子電導率的聚合物基固態電解質膜；

其中，S1~S4步驟操作均在惰性氣體環境中進行；

S1所述聚合物基體為聚偏氟乙烯(PVDF)、聚偏氟乙烯全氟丙烯（PVDF-HFP）或聚氧化乙烯(PEO)中的一種或多種；

S1所述良溶劑為丙酮、N,N-二甲基甲酰胺、去離子水的一種或多種；

S2所述功能單體為1,3-二氧五環(DOL)或環氧丙烷、縮水甘油的一種或多種；

S3所述混合液中LiTFSI/功能單體溶液中LiTFSI的摩爾濃度為0.5~5mol/L；混合液中(CF₃SO₃)₃Al/功能單體溶液中(CF₃SO₃)₃Al的摩爾濃度為0.5~3mM。

2.根據權利要求1所述具有室溫高離子電導率的聚合物基固態電解質的制備方法，其特征在于，S1所述基體的質量濃度為10~50wt.%。

3.根據權利要求1所述具有室溫高離子電導率的聚合物基固態電解質的制備方法，其特征在于，S3所述混合液中LiTFSI所占的摩爾濃度為2.0mol/L；(CF₃SO₃)₃Al所占的摩爾濃度為2.0mM；S3中所述攪拌時間為3~12h。

4.根據權利要求1所述具有室溫高離子電導率的聚合物基固態電解質的制備方法，其特征在于，S3所述混合液與聚合物基體溶液的體積比為1:0.05~2。

5.根據權利要求1所述具有室溫高離子電導率的聚合物基固態電解質的制備方法，其特征在于，S4所述前驅液采用旋涂的方法涂在鋰片上；所述旋涂的轉速為1800~2300r/min，旋涂的厚度為10~100μm。

6.根據權利要求1所述具有室溫高離子電導率的聚合物基固態電解質的制備方法，其特征在于，S4所述干燥的溫度為40~50℃，干燥時間為1~5h。

7.根據權利要求1所述具有室溫高離子電導率的聚合物基固態電解質的制備方法，其特征在于，所述操作環境中的惰性氣體的水氧指數小于1ppm。