[發明專利]一種用于聚合物電解質表面改性的混合導電層的制備方法

在審

• 申請號: 202110007264.X
• 申請日: 2021-01-05
• 公開（公告）號: CN112838277A
• 公開（公告）日: 2021-05-25
• 發明（設計）人: 李麗波;周達;單宇航;趙楊明悅;崔文俊
• 申請（專利權）人: 哈爾濱理工大學
• 主分類號: H01M10/42
• 分類號: H01M10/42;H01M10/0565;H01M10/058;H01M10/0525
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一種用于聚合物電解質表面改性的混合導電層的制備方法，它涉及一種聚合物電解質表面改性的方法。本發明主要解決聚合物電解質?鋰電極界面相容性差的問題。本發明的方法如下：一、配制離子導體前驅液；二、配置離子?電子混合導電層前驅液；三、制備混合導電層改性的聚合物電解質。本發明方法制備的用于聚合物電解質表面改性的混合導電層可使磷酸鐵鋰半電池的放電比容量提升52%，對稱電池的極化電壓下降50%，而且所用原料價格低廉，來源廣泛，具備商業化前景。本發明應用于鋰離子電池領域。

技術領域

本發明涉及一種鋰離子電池材料的制備方法，具體涉及一種用于聚合物電解質表面改性的混合導電層的制備方法。

背景技術

全固態聚合物電解質有著液態電解質無法比擬的優勢，用其組裝的鋰離子電池具備安全性高，形狀靈活等特點，但惡劣的電解質-鋰電極界面問題制約了它的發展。首先，聚合物電解質與鋰電極之間為點接觸，界面阻抗很大，而且電池在循環過程中，電極的體積會不斷變化，最終導致電池發生斷路。其次，電池循環過程中鋰電極表面電流密度分布不均勻，電解質-電極界面鈍化層不均勻生長，由此產生的鋰枝晶最終會刺透隔膜，引起電池短路。

發明內容

本發明的目的是為了解決聚合物電解質與鋰電極界面相容性差的問題，通過在聚合物電解質表面涂覆一層混合導電層，使鋰電極表面電流密度分布均勻，達到削弱電池極化、鋰離子均勻沉積的目的。

本發明的一種用于聚合物電解質表面改性的混合導電層的制備方法是按照以下步驟進行的：

步驟一、配制離子導體前驅液

將適當質量比的聚偏氟乙烯和大豆分離蛋白溶于N-甲基吡咯烷酮中攪拌均勻，形成溶液A，稱取適量的有機改性蒙脫溶于N-甲基吡咯烷酮中攪拌均勻，形成溶液B，將溶液A和溶液B混合均勻加入適量的雙三氟甲烷磺酰亞胺鋰形成離子導體前驅液；

步驟二、配制離子-電子混合導電層前驅液

稱取適量的乙炔黑溶入離子導體前驅液中形成離子-電子混合導電層前驅液；

步驟三、制備混合導電層表面改性的聚合物電解質

將離子-電子混合導電層前驅液均勻的刮涂在聚合物電解質表面，置于真空烘箱中將溶劑揮發干凈，得到一種混合導電層表面改性的聚合物電解質。

本發明包含以下有益效果：

本發明對聚合物電解質表面改性后，電池的放電比容量提高了52％，有效地增強了電池的容量保持性能。

本發明能夠均勻鋰電極表面電流密度，引導鋰離子均勻沉積，達到削弱電池極化、改善電解質-鋰電極界面的目的。

本發明采用的原料來源廣泛，價格低廉，適合大規模生產。

附圖說明

圖1為本發明一種用于聚合物電解質表面改性的混合導電層的制備方法的放電比容量-效率曲線。

圖2為本發明一種用于聚合物電解質表面改性的混合導電層的制備方法的容量-電壓曲線。

圖3為本發明一種用于聚合物電解質表面改性的混合導電層的制備方法的界面阻抗隨時間變化的曲線。

圖4為本發明一種用于聚合物電解質表面改性的混合導電層的制備方法的恒流極化測試曲線。

具體實施方式

具體實施方式一：一種用于聚合物電解質表面改性的混合導電層的制備方法，其特征在于一種用于聚合物電解質表面改性的混合導電層的制備方法是按照以下步驟進行的：

步驟一、配制離子導體前驅液

將適當質量比的聚偏氟乙烯和大豆分離蛋白溶于N-甲基吡咯烷酮中攪拌均勻，形成溶液A，稱取適量的有機改性蒙脫土溶于N-甲基吡咯烷酮中攪拌均勻，形成溶液B，將溶液A和溶液B混合均勻加入適量的雙三氟甲烷磺酰亞胺鋰形成離子導體前驅液；