[發明專利]一種固體電解質膜的制備方法

在審

• 申請號: 202110781437.3
• 申請日: 2021-07-11
• 公開（公告）號: CN115602928A
• 公開（公告）日: 2023-01-13
• 發明（設計）人: 黃意卿;黃意程;吳秀萍;黃建元
• 申請（專利權）人: 浙江浦江加百列生態科技有限公司
• 主分類號: H01M10/058
• 分類號: H01M10/058;H01M10/0565
• 代理公司: 鄭州銘晟知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 41134
• 代理人: 張鵬

本發明公開了一種固體電解質膜的制備方法，包括以下步驟：1）將聚乙烯、聚醚砜、五甲基二乙烯三胺、炔基化氧化石墨烯混合后熔煉造粒得到混合顆粒；2）將步驟1）得到的混合顆粒溶于有機溶劑中，得到混合物溶液；3）將步驟2）得到的混合物溶液用流延機制成10~30μm厚度的多孔膜；4）將步驟3）得到的多孔膜浸入電解液中，然后烘干得到固體電解質膜。與現有技術相比，本發明具有以下有益效果：1、本發明制備的多孔膜機械性能好，得到的電解質膜拉伸強度達到35Mpa以上，斷裂伸長率可達10%；2、本發明得到的電解質膜電導率（室溫）9.3*10^?6S·cm^?1。

技術領域

本發明涉及高分子材料領域，具體涉及一種固體電解質膜的制備方法。

背景技術

商業化的鋰離子電池目前主要使用的是有機液體電解質。但是由于有機溶劑具有易燃、易泄露、易揮發等特點，電池過充和短路等潛在風險使得液態有機電解質鋰離子電池在使用中存在一定的安全隱患。而全固態鋰電池有望解決液態鋰電池中存在的電解液泄露、燃燒和鋰枝晶刺穿隔膜導致的短路等安全問題。固態電解質分為固態無機電解質和固態聚合物電解質。固態無機電解質具有較高的離子電導率，但其較差的加工性和柔韌性限制了其商業化應用。固態聚合物電解質由于具有良好的柔韌性、界面相容性和適用大面積加工等優點有望實現商業化應用。但是現有的固態聚合物電解質膜常采用溶液澆注成膜法制備，該方法制備得到的電解質薄膜的力學性能較低，厚度不易做薄，即使得到很薄的電解質薄膜，其性能遠遠不符合要求。而且，該方法耗時長，生產效率低，厚度不易控制，不適合大規模量產，而且在組裝電池時，正負電極和電解質膜的接觸界面常出現接觸不良或接觸不穩定的現象，不能滿足全固態電池規模化放大生產的需求。現有的主要使用聚氧化乙烯(PEO)的固態聚合物電解質的PEO電解質熔點低，電池溫度超過電解質熔點后，正負極容易短路。

發明內容

本發明要解決的技術問題是：提供一種固體電解質膜的制備方法。

本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：

一種固體電解質膜的制備方法，包括以下步驟：

1）將聚乙烯、聚醚砜、五甲基二乙烯三胺、炔基化氧化石墨烯混合后熔煉造粒得到混合顆粒；

2）將步驟1）得到的混合顆粒溶于有機溶劑中，得到混合物溶液；

3）將步驟2）得到的混合物溶液用流延機制成10~30μm厚度的多孔膜；

4）將步驟3）得到的多孔膜浸入電解液中，然后烘干得到固體電解質膜。

進一步，步驟1）中各物質用量為：聚醚砜10~15wt%、五甲基二乙烯三胺2~10wt%、炔基化氧化石墨烯2~5wt%、余量為聚乙烯，聚乙烯的分子量為40000~100000。

進一步，步驟2）中有機溶劑為DMF，混合顆粒為DMF重量的20~30%。

進一步，多孔膜浸入電解液時間為10~20min，烘干溫度為50~70℃。

與現有技術相比，本發明具有以下有益效果：

1、本發明制備的多孔膜機械性能好，得到的電解質膜拉伸強度達到35Mpa以上，斷裂伸長率可達10%；

2、本發明得到的電解質膜電導率（室溫）9.3*10^-6S·cm^-1。

具體實施方式

下面將結合本發明實施例對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。實施例1