[發(fā)明專利]一種殼聚糖衍生物摻雜聚合物固態(tài)電解質(zhì)膜及其制備方法和應(yīng)用

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910983832.2
• 申請(qǐng)日: 2019-10-16
• 公開（公告）號(hào): CN110707356A
• 公開（公告）日: 2020-01-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 閔永剛;黃興文;廖松義;劉屹東;王勇;張?jiān)娧?/a>;劉榮濤;朋小康
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣東工業(yè)大學(xué);東莞華南設(shè)計(jì)創(chuàng)新院
• 主分類號(hào): H01M10/0565
• 分類號(hào): H01M10/0565;H01M10/0525
• 代理公司: 44329 廣東廣信君達(dá)律師事務(wù)所
• 代理人: 楊曉松

本發(fā)明屬于鋰離子電池技術(shù)領(lǐng)域，公開一種殼聚糖衍生物摻雜聚合物固態(tài)電解質(zhì)膜及其制備方法和應(yīng)用。所述殼聚糖衍生物摻雜聚合物固態(tài)電解質(zhì)膜是將殼聚糖衍生物、高分子聚合物和鋰鹽按比例加到有機(jī)溶液中，在室溫下攪拌，得到均勻混合溶液，將混合溶液滴加到玻璃板或聚四氟乙烯板上，干燥制得。本發(fā)明中殼聚糖衍生物摻雜聚合物固態(tài)電解質(zhì)膜制備方法簡單，該膜具有厚度均勻可控、離子電導(dǎo)率好、可快速充放電，電池循環(huán)性能好等優(yōu)點(diǎn)，適合用于鋰離子電池領(lǐng)域。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于鋰離子電池技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種殼聚糖衍生物摻雜聚合物固態(tài)電解質(zhì)膜及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)

固態(tài)電池應(yīng)用前景非常廣闊。固態(tài)電池使用不可燃燒的固態(tài)電解質(zhì)作為傳導(dǎo)離子的媒介，與傳統(tǒng)可燃性的有機(jī)液態(tài)電解質(zhì)相比能夠改善電池系統(tǒng)的安全性，同時(shí)還能減輕電池的重量，提升電池的能量密度，是距離產(chǎn)業(yè)化最近的下一代技術(shù)。與傳統(tǒng)液態(tài)電解質(zhì)電池相比具有非常明顯的優(yōu)勢：(1)不存在液態(tài)，消除了泄露、腐蝕和易燃易爆等不安全因素；(2)不需要封裝液體，有利于電池組裝和密封；(3)能夠疊加多電極，提高電池電壓；(4)電化學(xué)窗口寬；(5)副反應(yīng)少。固態(tài)電解質(zhì)具有諸多優(yōu)點(diǎn)，但是目前仍然面臨著較大問題，如室溫離子電導(dǎo)率偏低、循環(huán)壽命短、電極與電解質(zhì)的界面不友好等，這些問題都需要解決。殼聚糖衍生物分子鏈含有大量的羥基與氨基，與材料復(fù)合具有很好的相容性，同時(shí)能夠提高離子電導(dǎo)率，在鋰離子電池領(lǐng)域的應(yīng)用前景廣闊。因此，亟需具有良好的發(fā)展前景和應(yīng)用市場的殼聚糖衍生物摻雜聚合物固態(tài)電解質(zhì)膜。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足和缺點(diǎn)，本發(fā)明首要目的在于提供一種殼聚糖衍生物摻雜聚合物固態(tài)電解質(zhì)膜。該固態(tài)電解質(zhì)離子導(dǎo)電率高、循環(huán)壽命高，可快速充放電等特點(diǎn)。

本發(fā)明的另一目的在于提供上述殼聚糖衍生物摻雜聚合物固態(tài)電解質(zhì)膜的制備方法。該方法簡單，形狀厚度均勻可控。

本發(fā)明的再一目的在于提供上述殼聚糖衍生物摻雜聚合物固態(tài)電解質(zhì)膜的應(yīng)用。

本發(fā)明的目的通過下述技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：

一種殼聚糖衍生物摻雜聚合物固態(tài)電解質(zhì)膜，所述殼聚糖衍生物摻雜聚合物固態(tài)電解質(zhì)膜是將殼聚糖衍生物、高分子聚合物和鋰鹽加到有機(jī)溶液中，在室溫下攪拌，得到均勻混合溶液，再將混合溶液滴加到玻璃板或聚四氟乙烯板上，干燥制得。

優(yōu)選地，所述的殼聚糖衍生物為甲殼素、O-羧甲基殼聚糖、N-羧甲基殼聚糖、O-羧乙基殼聚糖、N-羧乙基殼聚糖、季銨鹽殼聚糖或N-烷基化殼聚糖。

優(yōu)選地，所述的聚合物為聚醚、聚碳酸酯、聚氨酯、聚硅氧烷、聚磷酸酯中的一種以上。

優(yōu)選地，所述的鋰鹽為高氯酸鋰、四氟硼酸鋰、六氟砷酸鋰、六氟磷酸鋰、雙草酸硼酸鋰、二氟草酸硼酸鋰、雙二氟磺酰亞胺鋰或雙三氟甲基磺酰亞胺鋰中的一種以上。

優(yōu)選地，所述的有機(jī)溶劑為甲醇、乙腈、乙醇、丙酮、甲苯、二氯甲烷、四氫呋喃、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺或二甲基亞砜中的一種以上。

優(yōu)選地，所述攪拌的溫度為22～28℃，所述攪拌的時(shí)間為12～48h；所述干燥的溫度為25～80℃，所述干燥的時(shí)間為48～120h。

優(yōu)選地，所述載體為玻璃板或聚四氟乙烯板。

優(yōu)選地，所述殼聚糖衍生物和高分子聚合物的質(zhì)量比為1：(1～1000)。

優(yōu)選地，所述高分子聚合物在有機(jī)溶劑的質(zhì)量濃度為1～10wt％。

優(yōu)選地，所述鋰鹽中鋰離子與高分子聚合物的結(jié)構(gòu)單元的摩爾比為1：(5～50)。

所述的殼聚糖衍生物摻雜聚合物固態(tài)電解質(zhì)膜的制備方法，包括如下具體步驟: