[發明專利]一種聚離子液體/活性陶瓷復合電解質及其制備方法

在審

• 申請號: 202110432336.5
• 申請日: 2021-04-21
• 公開（公告）號: CN113178618A
• 公開（公告）日: 2021-07-27
• 發明（設計）人: 楊富杰;何鈺怡;謝文菲;梁冠杰
• 申請（專利權）人: 仲愷農業工程學院;廣東省礦產應用研究所
• 主分類號: H01M10/0566
• 分類號: H01M10/0566;H01M10/0567;H01M10/0568;H01M10/0569;H01M10/0525
• 代理公司: 廣西南寧公平知識產權代理有限公司 45104
• 代理人: 唐漢穎

1.一種聚離子液體/活性陶瓷復合電解質，其特征在于，包括聚離子液體、活性陶瓷和鋰鹽混合物復配而成；所述的鋰鹽混合物包括增塑劑和鋰鹽。

2.根據權利要求1所述的聚離子液體/活性陶瓷復合電解質，其特征在于，所述的聚離子液體是具有咪唑鎓離子液體和丙烯酸酯單元結構的共聚物。

3.根據權利要求1所述的聚離子液體/活性陶瓷復合電解質，其特征在于，所述的活性陶瓷為鋰鑭鋯氧或磷酸鈦鋁鋰。

4.根據權利要求1所述的聚離子液體/活性陶瓷復合電解質，其特征在于，所述的鋰鹽為六氟磷酸鋰、四氟硼酸鋰、雙草酸硼酸鋰、雙氟磺酰亞胺鋰鹽、雙三氟甲磺酰亞胺鋰中的一種或多種。

5.根據權利要求1所述的聚離子液體/活性陶瓷復合電解質，其特征在于，所述的增塑劑為水、醇類、醚類、腈類、碳酸脂類溶劑、1-乙基-3-甲基-咪唑雙三氟甲磺酰亞胺鹽、N-丁基-N-甲基吡咯烷鎓雙(三氟甲烷磺酰基)酰亞胺中的一種或多種。

6.一種聚離子液體/活性陶瓷復合電解質的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1：鋰鹽混合物的制備：將增塑劑和鋰鹽按一定比例于溶劑中混合，得到鋰鹽混合物；

S2：聚離子液體混合物的制備：將步驟S1所制得的鋰鹽混合物與聚離子液體按一定比例混合，攪拌形成聚離子液體混合物；

S3：將步驟S2所制得的聚離子液體混合物與活性陶瓷粉體混合，攪拌形成均勻的漿料；

S4：將步驟S3所制得的漿料涂布到聚四氟乙烯薄膜或者電極基體上，真空干燥后得到聚離子液體/活性陶瓷復合電解質。

7.根據權利要求6所述的聚離子液體/活性陶瓷復合電解質的制備方法，其特征在于，具體操作如下：

(1)先將增塑劑與鋰鹽加入到溶劑中混合，在室溫下攪拌6～12h，得到鋰鹽混合物；所述的鋰鹽混合物中包含如下按質量百分比計的組分組成：增塑劑30～60％，鋰鹽40～70％；

(2)加入聚離子液體于步驟S1所得的鋰鹽混合物中，聚離子液體的質量與鋰鹽混合物的質量之比為1:0.5～2.0，并在室溫下攪拌6～12h，得到聚離子液體混合物；

(3)先將活性陶瓷粉體用研缽研磨20min后，加入步驟S2所得的聚離子液體混合物，活性陶瓷的質量占總固含量的50％～90％，再使用研缽研磨15min，最終形成分散均勻的漿料；

(4)將步驟S3形成的漿料用涂布器涂布在聚四氟乙烯薄膜或電極基體上，放置30min，揮發多余的溶劑，然后在60～90℃溫度下真空干燥1～12h后，得到聚離子液體/活性陶瓷復合電解質。

8.根據權利要求6或7所述的聚離子液體/活性陶瓷復合電解質的制備方法，其特征在于，所述的聚離子液體是具有咪唑鎓離子液體和丙烯酸酯單元結構的共聚物；所述的活性陶瓷為鋰鑭鋯氧或磷酸鈦鋁鋰。

9.根據權利要求6或7所述的聚離子液體/活性陶瓷復合電解質的制備方法，其特征在于，所述的鋰鹽為六氟磷酸鋰、四氟硼酸鋰、雙草酸硼酸鋰、雙氟磺酰亞胺鋰鹽、雙三氟甲磺酰亞胺鋰中的一種或多種；所述的增塑劑為水、醇類、醚類、腈類、碳酸脂類溶劑、1-乙基-3-甲基-咪唑雙三氟甲磺酰亞胺鹽、N-丁基-N-甲基吡咯烷鎓雙(三氟甲烷磺酰基)酰亞胺中的一種或多種。

10.根據權利要求6或7所述的聚離子液體/活性陶瓷復合電解質的制備方法，其特征在于，所述的聚離子液體/活性陶瓷復合電解質的薄膜的厚度在50～180微米范圍內。