[發明專利]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的制備方法有效

申請號：	202011462768.2	申請日：	2020-12-14
公開（公告）號：	CN112574369B	公開（公告）日：	2022-01-18
發明（設計）人：	余鳳;陳永;章宏兵;王安琪;王思婕	申請（專利權）人：	海南大學
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：	海南漢普知識產權代理有限公司 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制備方法
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【說明書】：

本發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，再利用紫外光引發來誘導纖維素接枝聚乙二醇(PEG)，改變光照次數和時間來控制改性纖維素中接枝的PEG的量，得到循環性能穩定的纖維素基凝膠聚合物電解質。

技術領域

本發明涉及鋰電池領域，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的制備方法。

背景技術

現有的凝膠聚合物電解質大部分為合成高分子材料，生產成本較高，工藝復雜，且不可降解，對環境污染較大。現有的以天然高分子為材料制備的凝膠聚合物電解質，雖然解決了環境污染問題，但是，由于大部分天然高分子材料與商業電解液的相容性差，浸潤性差，導致電化學性能不穩定，且循環壽命短。因此通過對天然高分子進行化學改性，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。本發明以解決上述問題，通過對天然高分子纖維素進行化學改性，使其從一種與電解液不相容轉變為一種極易被電解液浸潤的材料，從而把環境友好，價格低廉的天然高分子材料成功應用到鋰離子電池領域，有望替代商業隔膜。

發明內容

鑒以此，本發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的制備方法，來解決上述問題。

本發明的技術方案是這樣實現的：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。

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以及正極材料組裝成紐扣電池，并進行相關的電池性能檢測。

進一步的，所述S1的步驟(1)中，纖維素溶液濃度為1％-6％。