[發(fā)明專利]一種鋰離子電池固體電解質(zhì)界面添加劑的制備方法及應(yīng)用

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010064266.8
• 申請日: 2020-01-20
• 公開（公告）號: CN111224184A
• 公開（公告）日: 2020-06-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊書廷;王秋嫻;湯盼盼;岳紅云
• 申請（專利權(quán)）人: 河南電池研究院有限公司;河南師范大學(xué)
• 主分類號: H01M10/42
• 分類號: H01M10/42;H01M10/0565;H01M10/0525;H01M4/13
• 代理公司: 北京挺立專利事務(wù)所(普通合伙) 11265
• 代理人: 葉樹明

本發(fā)明公開了一種鋰離子電池固體電解質(zhì)界面添加劑的制備方法，包括：冰水浴下將聚乙二醇與甲基丙烯酸甲酯溶解并除氧，通氮?dú)庖l(fā)聚合；加石油醚分離沉淀，洗滌、干燥后得鋰離子電池固體電解質(zhì)界面添加劑。本發(fā)明還公開了以上制備的鋰離子電池固體電解質(zhì)界面添加劑的應(yīng)用：將其溶解在二氧戊環(huán)中，加入2倍質(zhì)量的納米Li₇La₃Zr₂O₁₂調(diào)成漿料，涂覆在鋰離子電池固體電解質(zhì)膜的一面，干燥；將鋰帶貼在鋰離子電池固體電解質(zhì)涂覆上述漿料的一面，正極極片貼在另一面，熱壓在鋁塑膜中得全固態(tài)鋰離子電池。本發(fā)明制得鋰離子電池固體電解質(zhì)界面添加劑雜質(zhì)少、阻抗小、機(jī)械強(qiáng)度高。由本發(fā)明的鋰離子電池固體電解質(zhì)界面添加劑制備的全固態(tài)鋰離子電池循環(huán)性能好。

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固體電解質(zhì)界面添加劑的制備方法及應(yīng)用。

背景技術(shù)

鋰離子電池具有能量密度高、循環(huán)性能好、無污染等特性，被廣泛應(yīng)用于消費(fèi)類電子產(chǎn)品上，并將成為純電動及混合動力汽車的儲能系統(tǒng)的首要候選者。但由于其所用的電解液大多是電化學(xué)窗口較窄的碳酸酯類或醚類溶劑，因此會因漏液導(dǎo)致起火、爆炸等安全問題。基于此，安全性高的固態(tài)鋰離子電池替代部分傳統(tǒng)液態(tài)鋰離子電池成為必然。全固態(tài)鋰離子電池由于采用了固態(tài)結(jié)構(gòu)的固體電解質(zhì)，能夠克服電池漏液和安全性能差的弊端，但是固體電解質(zhì)的鋰離子電池由于固體電解質(zhì)具有較大的界面阻抗，限制了其應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種鋰離子電池固體電解質(zhì)界面添加劑的制備方法，并提供其應(yīng)用方法，使得應(yīng)用該鋰離子電池固體電解質(zhì)界面添加劑的鋰離子電池固體電解質(zhì)界面阻抗小、機(jī)械強(qiáng)度高。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種鋰離子電池固體電解質(zhì)界面添加劑的制備方法，包括以下步驟：

步驟一：在冰水浴下，將分子量不大于300的聚乙二醇與甲基丙烯酸甲酯的混合物加入到N，N-二甲基甲酰胺或丙酮中溶解，通氮?dú)獬?min～10min；

步驟二：在通入氮?dú)獾臈l件下，加入所述聚乙二醇和所述甲基丙烯酸甲酯質(zhì)量之和的1％-3％的引發(fā)劑進(jìn)行聚合反應(yīng)，反應(yīng)完全后將反應(yīng)液猝冷終止聚合；

步驟三：加入石油醚，攪拌后將沉淀物分離，用乙醇洗滌、干燥后即得鋰離子電池固體電解質(zhì)界面添加劑。

本發(fā)明的制備方法，先在冰水浴下，將聚乙二醇與甲基丙烯酸甲酯進(jìn)行溶解，冰水浴的低溫和氮?dú)獾某醪襟E可以有效避免反應(yīng)物在未加入引發(fā)劑時(shí)發(fā)生不期望的副反應(yīng)而產(chǎn)生雜質(zhì)；待反應(yīng)原料充分溶解且除氧后再加入引發(fā)劑升到反應(yīng)溫度，這樣有效控制聚合反應(yīng)，避免了產(chǎn)物中雜質(zhì)生成，使得所制備的鋰離子電池固體電解質(zhì)界面添加劑純凈。由于本發(fā)明的上述方法制備的是一種梳形聚合物，梳形聚合物的分子設(shè)計(jì)能力強(qiáng)、調(diào)控聚合物精準(zhǔn)度高，因此，本發(fā)明的方法制備的鋰離子電池固體電解質(zhì)界面添加劑純凈、阻抗小，機(jī)械強(qiáng)度高。

優(yōu)選地，所述聚乙二醇與所述甲基丙烯酸甲酯的質(zhì)量比為10:2～5。

本發(fā)明的上述方法制備的鋰離子電池固體電解質(zhì)界面添加劑的應(yīng)用，包括以下步驟：

步驟一：將所述鋰離子電池固體電解質(zhì)界面添加劑溶解在二氧戊環(huán)中，其中所述鋰離子電池固體電解質(zhì)界面添加劑的質(zhì)量為所述二氧戊環(huán)質(zhì)量的10％；加入所述鋰離子電池固體電解質(zhì)界面添加劑質(zhì)量2倍的納米Li₇La₃Zr₂O₁₂，調(diào)成鋰離子電池固體電解質(zhì)界面添加劑漿料；

將鋰鹽、固體電解質(zhì)材料按質(zhì)量比1～6：9～4混合后，加入到溶劑中，分散制成漿料后在60-130℃下涂覆于格拉辛離型紙上，干燥后分離即得鋰離子電池固體電解質(zhì)膜；