[發明專利]一種高性能凝膠聚合物電解質的制備方法、鋰離子電池

有效

• 申請號: 202110413485.7
• 申請日: 2021-04-16
• 公開（公告）號: CN113517468B
• 公開（公告）日: 2022-07-29
• 發明（設計）人: 付宇;王永勤
• 申請（專利權）人: 南京林業大學
• 主分類號: H01M10/0565
• 分類號: H01M10/0565;H01M10/058;H01M10/0525;A62C3/16;B82Y40/00
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 劉妍妍

1.一種高性能凝膠聚合物電解質的制備方法，其特征在于，所述高性能凝膠聚合物電解質為PCA/Bi₂S₃-BP電解質，對黑磷晶體進行剝離制備BP納米片，將醋酸纖維素、聚乳酸混合物溶解在有機溶劑中，磁力攪拌后，將BP納米片和Bi₂S₃納米棒加入到上述溶液中，制備PCA/Bi₂S₃-BP膜，并在電解液中進行凝膠化制備而成。

2.根據權利要求1所述的高性能凝膠聚合物電解質的制備方法，其特征在于，所述Bi₂S₃納米棒為以五水硝酸鉍和九水硫化鈉為原料，通過水熱法制備而成。

3.根據權利要求2所述的高性能凝膠聚合物電解質的制備方法，其特征在于，Bi₂S₃納米棒的制備方法包括以下步驟：

將Na₂S·9H₂O溶解在去離子水中，磁力攪拌以形成均勻的反應液A；

攪拌狀態下，將反應液A滴加到Bi(NO₃)₃溶液中，得到反應液B；

向反應液B中加入尿素和水，并攪拌均勻，得到反應液C；

將反應液C轉移到高壓釜中進行反應，得到反應液D；

將反應液D冷卻至室溫，收集Bi₂S₃納米棒，并用有機溶劑進行洗滌，干燥。

4.根據權利要求1所述的高性能凝膠聚合物電解質的制備方法，其特征在于， BP納米片的制備方法包括以下步驟：

將黑磷晶體與N-甲基吡咯烷酮溶劑混合研磨；

將混合物轉移到NMP溶劑中，并用惰性氣體鼓泡的方法脫除溶液中的氧氣，得到懸浮液E；

將懸浮液E密封，冰浴條件下，超聲分散，得到懸浮液F；

將懸浮液F離心分離，并將沉淀物用乙醇進行洗滌，得到BP納米片。

5.根據權利要求1所述的高性能凝膠聚合物電解質的制備方法，其特征在于，PCA/Bi₂S₃-BP膜的制備方法包括以下步驟：

將PLA和CA的混合物溶解在DMF/CHCl₃溶劑中，磁力攪拌后；將BP納米片和Bi₂S₃納米棒加入到上述溶液中，超聲處理，再繼續攪拌；將得到的混合液轉移到塑料注射器中，并在空氣氣氛下進行靜電紡絲得到靜電紡絲膜；將靜電紡絲膜在真空條件下進行干燥，除去膜中殘留的有機溶劑，得到PCA/Bi₂S₃-BP膜。

6.根據權利要求5所述的高性能凝膠聚合物電解質的制備方法，其特征在于，靜電紡絲過程的參數設置為：噴嘴與接收器的距離為12cm；施加的電壓為19 kV；供給速率為3ml/h，旋轉速度為1000轉/min。

7.根據權利要求5所述的高性能凝膠聚合物電解質的制備方法，其特征在于，所述DMF/CHCl₃溶劑中DMF與CHCl₃體積比為1:1。

8.根據權利要求1所述的高性能凝膠聚合物電解質的制備方法，其特征在于，PCA/Bi₂S₃-BP膜的厚度為300-310μm。

9.根據權利要求4所述的高性能凝膠聚合物電解質的制備方法，其特征在于，所述離心分離包括以下步驟：先用1000轉/min的速度離心15-20min，除去未剝離的塊狀黑磷晶體；然后再將懸浮液在12000轉/分鐘的速度離心30-60min。

10.一種高性能凝膠聚合物電解質，其特征在于，由權利要求1~9任一項所述方法制備而成。

11.一種鋰離子電池，其特征在于，包括權利要求10所述的高性能凝膠聚合物電解質。