[發(fā)明專利]一種用于鋰離子電池的聚乙二醇改性纖維素凝膠聚合物電解質(zhì)的制備方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 202011462768.2 | 申請日： | 2020-12-14 |
| 公開（公告）號： | CN112574369B | 公開（公告）日： | 2022-01-18 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 余鳳;陳永;章宏兵;王安琪;王思婕 | 申請（專利權(quán)）人： | 海南大學(xué) |
| 主分類號： | C08F299/02 | 分類號： | C08F299/02;C08F2/48;C08B11/20;C08B11/187;C08J5/18;H01M10/0565;H01M10/0525;H01M10/058;C08L55/00 |
| 代理公司： | 海南漢普知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 46003 | 代理人： | 麥海玲 |
| 地址： | 570100 海*** | 國省代碼： | 海南;46 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 用于 鋰離子電池 聚乙二醇 改性 纖維素 凝膠 聚合物 電解質(zhì) 制備 方法 | ||
本發(fā)明提供一種用于鋰離子電池的聚乙二醇改性纖維素凝膠聚合物電解質(zhì)的制備方法，包括以下步驟：聚乙二醇改性纖維素的制備方法、聚乙二醇改性纖維素凝膠聚合物電解質(zhì)的制備方法、鋰離子電池組裝方法，其中，通過碳碳雙鍵聚合的方式來接枝反應(yīng)，再利用紫外光引發(fā)來誘導(dǎo)纖維素接枝聚乙二醇(PEG)，改變光照次數(shù)和時間來控制改性纖維素中接枝的PEG的量，得到循環(huán)性能穩(wěn)定的纖維素基凝膠聚合物電解質(zhì)。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及鋰電池領(lǐng)域，特別涉及一種用于鋰離子電池的聚乙二醇改性纖維素凝膠聚合物電解質(zhì)的制備方法。
背景技術(shù)
現(xiàn)有的凝膠聚合物電解質(zhì)大部分為合成高分子材料，生產(chǎn)成本較高，工藝復(fù)雜，且不可降解，對環(huán)境污染較大?，F(xiàn)有的以天然高分子為材料制備的凝膠聚合物電解質(zhì)，雖然解決了環(huán)境污染問題，但是，由于大部分天然高分子材料與商業(yè)電解液的相容性差，浸潤性差，導(dǎo)致電化學(xué)性能不穩(wěn)定，且循環(huán)壽命短。因此通過對天然高分子進行化學(xué)改性，有針對性的去改善其與電解液的相容性和浸潤性問題，是提高鋰離子電池綜合性能的有效手段。本發(fā)明以解決上述問題，通過對天然高分子纖維素進行化學(xué)改性，使其從一種與電解液不相容轉(zhuǎn)變?yōu)橐环N極易被電解液浸潤的材料，從而把環(huán)境友好，價格低廉的天然高分子材料成功應(yīng)用到鋰離子電池領(lǐng)域，有望替代商業(yè)隔膜。
發(fā)明內(nèi)容
鑒以此，本發(fā)明提出一種用于鋰離子電池的聚乙二醇改性纖維素凝膠聚合物電解質(zhì)的制備方法，來解決上述問題。
本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的：一種用于鋰離子電池的聚乙二醇改性纖維素凝膠聚合物電解質(zhì)的制備方法，包括以下步驟：
S1、聚乙二醇改性纖維素的制備方法：
(1)按質(zhì)量比為5-9:10-15:70-90配制氫氧化鈉、尿素和去離子水堿性溶液，溶解纖維素粉體，得到纖維素溶液；
(2)在水浴30-50℃下，往纖維素溶液中緩慢滴加氯丙烯，并不斷攪拌，攪拌速度為600-800r/min，反應(yīng)24-48h，再用濃鹽酸進行中和，通過丙酮和去離子水不斷洗滌離心，洗滌后放入到真空冷凍干燥機中干燥20-30h，得到白色泡沫狀固體；
(3)將上述的白色泡沫狀固體溶解到二甲基亞砜溶液中，配制濃度為3％-8％，加入聚乙二醇甲基丙烯酸酯和光引發(fā)劑I2959，攪拌均勻后紫外光照1～5次，光照一次的時間為100-150s，光照后的反應(yīng)液加去離子水沉淀，離心、洗滌、凍干，得到聚乙二醇改性纖維素；
S2、聚乙二醇改性纖維素凝膠聚合物電解質(zhì)的制備方法：
將上述合成的聚乙二醇改性纖維素溶解在二甲基亞砜溶劑中，然后澆鑄在聚四氟乙烯模具中，烘干成膜，干膜裁片，浸泡在0.2-1.3mol/L LiTFSI的EC/DMC電解液中10-30min，得到凝膠聚合物電解質(zhì)。
S3、鋰離子電池組裝方法：
正極材料成分為LiFePO4、KB碳、PVDF，負極材料為金屬鋰，將負極材料、步驟S2制備的聚乙二醇改性纖維素凝膠聚合物電解質(zhì)以及正極材料組裝成紐扣電池，并進行相關(guān)的電池性能檢測。
進一步的，所述S1的步驟(1)中，纖維素溶液濃度為1％-6％。
進一步的，所述S1的步驟(2)中，氯丙烯與纖維素重復(fù)結(jié)構(gòu)單元的摩爾比為9:1。
進一步的，所述S1的步驟(3)中，聚乙二醇甲基丙烯酸酯與纖維素的摩爾比為3:2。
進一步的，所述S1的步驟(3)中，光引發(fā)劑的質(zhì)量為聚乙二醇甲基丙烯酸酯與纖維素總質(zhì)量的0.5％。
進一步的，所述S1的步驟(3)中，紫外光照時間為120-600s。
進一步的，所述S3的步驟中，正極材料成分為LiFePO4：KB碳：PVDF＝8：1：1。
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