[發明專利]一種聚偏氟乙烯基固態電解質、其制備方法及鋰離子電池

有效

• 申請號: 202110390072.1
• 申請日: 2021-04-12
• 公開（公告）號: CN113113671B
• 公開（公告）日: 2022-11-22
• 發明（設計）人: 賀艷兵;黃妍斐;谷添;史沛然;康飛宇
• 申請（專利權）人: 清華大學深圳國際研究生院
• 主分類號: H01M10/058
• 分類號: H01M10/058;H01M10/0565;H01M10/0525
• 代理公司: 深圳市鼎言知識產權代理有限公司 44311
• 代理人: 曾昭毅;王娟

本申請提供了一種聚偏氟乙烯基固態電解質的制備方法，所述固態電解質的制備方法包括：將聚偏氟乙烯?三氟乙烯?三氟氯乙烯、雙三氟甲磺酰亞胺鋰與溶劑混合得到混合溶液；將混合溶液烘干得到所述固態電解質。所述聚偏氟乙烯?三氟乙烯?三氟氯乙烯與雙三氟甲磺酰亞胺鋰的質量比為(3?6)：3。本申請提供的聚偏氟乙烯基固態電解的制備方法得到較高離子電導率的固態電解質。本申請還提供了一種用上述方法制備的固態電解質及包含所述固態電解質的鋰離子電池。

技術領域

本申請涉及鋰離子電池的技術領域，尤其涉及一種聚偏氟乙烯基固態電解質、其制備方法及鋰離子電池。

背景技術

目前商用鋰離子電池的電解液具有極高的離子電導率(10^-3S/cm)，是鋰離子電池離子傳輸介質。但是在使用時，鋰離子電池的液態電解液易燃易滲漏，且電化學和熱穩定性差，使電池存在燃燒甚至爆炸等巨大安全隱患。為解決該安全隱患，可用不易燃的聚合物固態電解質替換液態電解液。

然而，聚合物固態電解質通常室溫離子電導率極低(10^-5～10^-7S/cm)，限制了其在室溫下的實際應用。

發明內容

鑒于此，本申請提供一種具有高離子電導率的聚偏氟乙烯基固態電解質的制備方法。

另外，還有必要提供一種上述聚偏氟乙烯基固態電解質以及包含該聚偏氟乙烯基固態電解質的鋰離子電池。

為實現上述目的，本申請提供了一種聚偏氟乙烯基固態電解質的制備方法，所述固態電解質的制備方法包括：

將聚偏氟乙烯-三氟乙烯-三氟氯乙烯[P(VDF-TrFE-CTFE)]、雙三氟甲磺酰亞胺鋰(LiTFSI)與溶劑混合得到混合溶液；

將混合溶液烘干得到所述固態電解質。

在一些可能的實現方式中，所述聚偏氟乙烯-三氟乙烯-三氟氯乙烯與雙三氟甲磺酰亞胺鋰的質量比為(3-6)：3。

在一些可能的實現方式中，所述聚偏氟乙烯-三氟乙烯-三氟氯乙烯與雙三氟甲磺酰亞胺鋰的質量比為(3-5)：3。

在一些可能的實現方式中，所述LiTFSI的密度為1.14g/cm³，導電率為2.93mS/cm。

在一些可能的實現方式中，所述溶劑為N,N-二甲基甲酰胺、四氫呋喃和N-甲基吡咯烷酮中一種。

在一些可能的實現方式中，所述烘干過程包括鼓風烘干和真空烘干，所述鼓風烘干的溫度為55-60℃，時間為18-22h；所述真空烘干的溫度為60-80℃，時間為5-8h。

本申請還提供了一種由所述制備方法制備的聚偏氟乙烯基固態電解質。

本申請還提供了一種鋰離子電池，包括所述聚偏氟乙烯基固態電解質。

本申請中提供的聚偏氟乙烯基固態電解質的制備方法，聚偏氟乙烯-三氟乙烯-三氟氯乙烯具有較高的介電常數，可以促進鋰鹽的解離，提高了固態電解質的離子電導率，提升了鋰離子遷移數。由所述固態電解質制備的鋰離子電池，具有改善的循環性能。

具體實施方式

下面詳細描述本發明的實施例。下面描述的實施例是示例性的，僅用于解釋本發明，而不能理解為對本發明的限制。

在本說明書的描述中，參考術語“一個實施例”、“一些實施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結合該實施例或示例描述的具體特征、結構、材料或者特點包含于本發明的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術語的示意性表述不一定指的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結構、材料或者特點可以在任何的一個或多個實施例或示例中以合適的方式結合。