[發(fā)明專(zhuān)利]電場(chǎng)誘導(dǎo)取向制備聚合物復(fù)合固態(tài)電解質(zhì)的模具及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010926611.4
• 申請(qǐng)日: 2020-09-07
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112652819B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-09-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳日明;郭炳焜;呂迎春;周晶晶;劉楊
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 上海大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): H01M10/058
• 分類(lèi)號(hào): H01M10/058;H01M10/0562;H01M10/0565
• 代理公司: 深圳至誠(chéng)化育知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 44728
• 代理人: 劉英

1.電場(chǎng)誘導(dǎo)取向制備聚合物復(fù)合固態(tài)電解質(zhì)的模具，其特征在于，包括

下底座(1)，設(shè)置為一導(dǎo)電圓盤(pán)，其上表面開(kāi)有一圓槽(5)，其一側(cè)設(shè)置有第一電極(11)；

水平調(diào)節(jié)螺母(12)，設(shè)置在下底座(1)的底部，用于調(diào)節(jié)下底座(1)的水平；

水平儀(13)，其與下底座(1)相連接；

絕緣環(huán)(6)，設(shè)置在所述圓槽(5)內(nèi)，且絕緣環(huán)(6)的外徑同圓槽(5)的內(nèi)徑，絕緣環(huán)(6)的厚度不小于圓槽(5)的深度；

絕緣墊片(2)，設(shè)置在下底座(1)上，其中部呈與圓槽(5)相對(duì)應(yīng)的中空狀；

平面導(dǎo)電極(3)，設(shè)置在絕緣墊片(2)上；平面導(dǎo)電極(3)采用導(dǎo)電網(wǎng)或?qū)щ姲澹瑢?dǎo)電網(wǎng)的材質(zhì)采用導(dǎo)電金屬，其目數(shù)在100目～1800萬(wàn)目，導(dǎo)電板的材質(zhì)采用導(dǎo)電金屬、ITO導(dǎo)電玻璃或高摻雜導(dǎo)電硅片；

上底座(4)，設(shè)置在平面導(dǎo)電極(3)上，其中部呈與圓槽(5)相對(duì)應(yīng)的中空狀，且該中空的內(nèi)徑同所述圓槽(5)的內(nèi)徑，上底座(4)一側(cè)設(shè)置有第二電極(41)；

所述模具用于將無(wú)機(jī)粒子Li_6.4La₃Zr_1.4Ta_0.6O₁₂的質(zhì)量含量為50％、Li₁₄Zn(GeO₄)的質(zhì)量含量在30％、Li_0.33La_0.557TiO₃的質(zhì)量含量在40％中的其中之一的聚合物復(fù)合固態(tài)電解質(zhì)的離子電導(dǎo)率提高至60℃下10^-4S·cm^-1量級(jí)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模具，其特征在于，所述水平調(diào)節(jié)螺母(12)設(shè)置為三個(gè)，且均勻分布在下底座(1)底部外緣。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模具，其特征在于，所述圓槽(5)的內(nèi)徑為50mm，圓槽(5)的深度為1-4mm，所述絕緣環(huán)(6)的厚度為1-4mm，絕緣環(huán)(6)的環(huán)厚為3mm。

4.采用如權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的模具的電場(chǎng)誘導(dǎo)取向制備聚合物復(fù)合固態(tài)電解質(zhì)的方法，其特征在于，包括如下步驟：將有機(jī)聚合物、無(wú)機(jī)鋰離子/鈉離子導(dǎo)體顆粒、鋰鹽/鈉鹽制備成復(fù)合固態(tài)電解質(zhì)混合物，脫泡，然后倒入所述圓槽中，通過(guò)調(diào)節(jié)水平螺母調(diào)整混合液使其在下底座中自然流平，分別通過(guò)第一電極和第二電極接通交流電源施加交流電場(chǎng)，制備聚合物復(fù)合固態(tài)電解質(zhì)。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述復(fù)合固態(tài)電解質(zhì)混合物的制備可采用兩種方式：第一種方式為將有機(jī)聚合物用溶劑溶解，再加入無(wú)機(jī)鋰離子/鈉離子導(dǎo)體顆粒和鋰鹽/鈉鹽進(jìn)行機(jī)械攪拌制備混合溶液，第二種方式為將容器溫度升至聚合物基質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)槿廴趹B(tài)，加入無(wú)機(jī)鋰離子/鈉離子導(dǎo)體顆粒和鋰鹽/鈉鹽，進(jìn)行機(jī)械熔合，形成混合熔體；

采用上述第一種方式時(shí)，接下來(lái)將混合溶液倒入模具，對(duì)其施加的交變電場(chǎng)的頻率為10～500Hz，強(qiáng)度為50～1000V/m，對(duì)混合液加載交流電場(chǎng)時(shí)間為1min～5h，然后放置烘箱中或熱臺(tái)上加熱直至溶劑完全揮發(fā)；

采用上述第二種方式時(shí)，將混合熔體倒入模具，對(duì)其施加的交變電場(chǎng)的頻率為10～500Hz，強(qiáng)度為50～1000V/m，對(duì)混合熔體施加交流電場(chǎng)直至混合熔體凝固。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述有機(jī)聚合物為聚乙烯亞胺、聚環(huán)氧乙烷、聚丙烯腈、聚甲基丙烯酸甲酯、聚偏氟乙烯、聚環(huán)氧丙烷、聚偏氯乙烯、聚碳酸乙烯酯、聚三亞甲基碳酸酯、聚碳酸丙烯酯及其衍生物中的任意一種或任意幾種的組合物。