[發明專利]一種復合聚合物電解質材料及其制備方法和鋰離子電池

在審

• 申請號: 202210066501.4
• 申請日: 2022-01-20
• 公開（公告）號: CN114512714A
• 公開（公告）日: 2022-05-17
• 發明（設計）人: 王奎;嚴偉;黃偉江;田琴;楊春林;涂春云
• 申請（專利權）人: 貴陽學院
• 主分類號: H01M10/0565
• 分類號: H01M10/0565;H01M10/42;H01M10/0525
• 代理公司: 北京盛凡佳華專利代理事務所(普通合伙) 11947
• 代理人: 湯鎮宇

本發明涉及電解質材料技術領域，提供了一種復合聚合物電解質材料，由包括如下重量份數的原料制備得到：聚合物基體20～70份、鋰鹽5～40份、納米粘土0.05～5份、聚碳酸亞丙酯10～30份和有機溶劑100～350份。其中聚碳酸亞丙酯含有羰基極性鍵，提高了電解質材料的穩定性，進而提高了電解質材料的離子電導率；納米粘土的使用，不但可以減小充放電前后電極的體積變化，還可以吸收電極中的雜質，增加體系粘度，阻止雜質向電極遷移，從而增加界面穩定性；同時納米粘土可以破壞聚合物分子的規整排列，降低聚合物鏈的結晶性，加快離子在電解質膜中的遷移，從而進一步提高電解質材料的離子電導率。

技術領域

本發明涉及電解質材料技術領域，尤其涉及一種復合聚合物電解質材料及其制備方法和鋰離子電池。

背景技術

電解質是鋰離子電池的重要組成部分，傳統的鋰離子電池使用的是液體電解質，液體電解質具有高導電性和優秀的電極表面潤濕性，但是其電化學性能和熱穩定性不好，容易著火、爆炸、泄露等安全隱患嚴重制約了鋰電池的發展。

聚合物固態電解質由于具有良好的繼續性能和高安全性，可以防止電解液泄漏，且無需隔膜，已經引起了廣泛關注。但是，聚合物固態電解質的室溫離子電導率較低(10^-5～10^-6S/cm)，限制了其實際應用。

因此，亟需提供一種電導率較高的聚合物固態電解質。

發明內容

鑒于此，本發明的目的在于提供一種復合聚合物電解質材料，本發明提供的復合聚合物電解質材料的離子電導率可達4.3×10^-3～5.2×10^-3S/cm。

為了實現上述發明目的，本發明提供以下技術方案：

本發明提供了一種復合聚合物電解質材料，由包括如下重量份數的原料制備得到：

聚合物基體20～70份、鋰鹽5～40份、納米粘土0.05～5份、聚碳酸亞丙酯10～30份和有機溶劑100～350份。

優選地，所述聚合物基體的材質包括聚氧化乙烯、聚偏氟乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯和聚偏氟乙烯-六氟丙烯中的至少一種。

優選地，所述鋰鹽包括四氟硼酸鋰、雙三氟甲烷磺酰亞胺鋰、六氟磷酸鋰和雙乙二酸硼酸鋰中的至少一種。

優選地，所述有機溶劑包括N，N-二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮、丙酮和四氫呋喃中的至少一種。

本發明提供了上述方案所述一種復合聚合物電解質材料的制備方法，包括以下步驟：

(1)將聚合物基體、鋰鹽、納米粘土、聚碳酸亞內酯和有機溶劑混合，得到混合液；

(2)將所述步驟(1)得到的混合液倒入模具中，干燥，得到復合聚合物電解質材料。

優選地，所述步驟(1)中混合包括依次進行的超聲和攪拌。

優選地，所述步驟(2)中干燥在無氧條件下進行。

優選地，所述步驟(2)中干燥的溫度為40～100℃。

優選地，所述步驟(2)中干燥的時間為8～24h。

本發明還提供了一種鋰離子電池，以上述技術方案所述一種復合聚合物電解質材料或上述技術方案所述一種復合聚合物電解質材料的制備方法制備的復合聚合物電解質材料作為鋰離子電池的電解質。