[發明專利]一種固態鋰電池二氧化硅氣凝膠框架電解質及制備方法

有效

• 申請號: 202010650619.2
• 申請日: 2020-07-08
• 公開（公告）號: CN111916818B
• 公開（公告）日: 2021-10-29
• 發明（設計）人: 陳慶;李國松;司文彬;陳濤
• 申請（專利權）人: 成都新柯力化工科技有限公司
• 主分類號: H01M10/056
• 分類號: H01M10/056;H01M10/058;H01M10/052;H01M10/42;C08G77/38
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1.一種固態鋰電池二氧化硅氣凝膠框架電解質的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

a、將二氧化硅氣凝膠、鋰鹽按質量比10-30:90-70稱取，按照二氧化硅氣凝膠與鋰鹽總質量與30%的乙醇液固液比為100g:180-220mL混合，在加入醋酸乙烯樹脂粘接劑，維持水浴恒溫55-65℃并以100-150r/min的速率勻速攪拌80-100min，鋰鹽溶解后均勻擴散至二氧化硅氣凝膠框架內，再烘干得到載鋰二氧化硅氣凝膠；

b、將聚硅氧烷和環氧乙烷按質量比50-80:15-25稱取并加入到帶有真空泵的反應器中，加入適量的異丙苯溶劑再逐滴滴入六氰基鈷酸鐵與溴化氫酸性混合溶劑，同時以400-500r/min的速率勻速攪拌，用真空泵將反應器抽至真空度為0.1-1kpa，并加熱升高溫度至90-110℃，反應3-5h，在酸性溶劑中六氰基鈷酸鐵的催化下，環氧乙烷取代聚硅氧烷支鏈中的部分甲基、苯基，形成一種粘性的改性聚合物溶膠；

c、再將載鋰二氧化硅氣凝膠與b步驟得到的改性聚合物溶膠攪拌均勻，然后再鼓風干燥箱內，維持通風環境80-100℃的溫度干燥1-3h，制備得到一種二氧化硅氣凝膠框架聚合物電解質材料。

2.根據權利要求1所述的一種固態鋰電池二氧化硅氣凝膠框架電解質的制備方法，其特征在于，步驟（a）中，所述二氧化硅氣凝膠是由納米尺寸3-30nm的顆粒互連構成的多孔材料，其間隙孔小于40nm。

3.根據權利要求1所述的一種固態鋰電池二氧化硅氣凝膠框架電解質的制備方法，其特征在于：步驟（a）中所述鋰鹽電解質為六氟磷酸鋰、三氟甲烷磺酸鋰、雙草酸硼酸鋰中的至少一種。

4.根據權利要求1所述的一種固態鋰電池二氧化硅氣凝膠框架電解質的制備方法，其特征在于，步驟（a）中，所述二氧化硅氣凝膠、鋰鹽的質量比20:80。

5.根據權利要求1所述的一種固態鋰電池二氧化硅氣凝膠框架電解質的制備方法，其特征在于，步驟（a）中，所述醋酸乙烯樹脂粘接劑加入量為二氧化硅氣凝膠和鋰鹽總質量的3-8%。

6.根據權利要求1所述的一種固態鋰電池二氧化硅氣凝膠框架電解質的制備方法，其特征在于，步驟（b）中，所述聚硅氧烷的分子量為500-5000；所述聚硅氧烷和環氧乙烷的質量比60:20。

7.根據權利要求1所述的一種固態鋰電池二氧化硅氣凝膠框架電解質的制備方法，其特征在于，步驟（b）中，所述六氰基鈷酸鐵與溴化氫的質量濃度分別為25%-35%和15%-20%。

8.根據權利要求1所述的一種固態鋰電池二氧化硅氣凝膠框架電解質的制備方法，其特征在于，步驟（b）中，所述聚硅氧烷和環氧乙烷混合總質量、異丙苯溶劑、酸性混合溶劑的質量比為60-100g:150-250g:20-30g。

9.根據權利要求1所述的一種固態鋰電池二氧化硅氣凝膠框架電解質的制備方法，其特征在于，步驟（c）中，所述載鋰二氧化硅氣凝膠與改性聚合物溶膠的混合質量比為3-10:5-20。

10.權利要求1-9任一項所述的制備方法制備的得到的一種固態鋰電池二氧化硅氣凝膠框架電解質。