CN102324561B - 一种P(MAh-AA)-PEG4000基凝胶聚合物电解质及其制备方法 - Google Patents

一种P(MAh-AA)-PEG4000基凝胶聚合物电解质及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN102324561B
CN102324561B CN201110278939.0A CN201110278939A CN102324561B CN 102324561 B CN102324561 B CN 102324561B CN 201110278939 A CN201110278939 A CN 201110278939A CN 102324561 B CN102324561 B CN 102324561B
Authority
CN
China
Prior art keywords
mah
peg4000
electrolyte
polymer
polymer electrolyte
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN201110278939.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN102324561A (zh
Inventor
黄韵
林元华
程小伟
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Southwest Petroleum University
Original Assignee
Southwest Petroleum University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Southwest Petroleum University filed Critical Southwest Petroleum University
Priority to CN201110278939.0A priority Critical patent/CN102324561B/zh
Publication of CN102324561A publication Critical patent/CN102324561A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102324561B publication Critical patent/CN102324561B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Landscapes

  • Secondary Cells (AREA)
  • Conductive Materials (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Abstract

本发明涉及一种锂离子电池用聚丙烯酸酯类交联聚合物凝胶聚合物电解质。制备交联聚合物基P(MAh-AA)-PEG4000凝胶聚合物电解质的技术特征在于，原料配方：聚合物P(MAh-AA)-PEG4000质量20-50g、液体电解质质量80-50g；工艺条件：将高氯酸锂(LiClO4)溶解在碳酸丙烯酯(PC)中，配制成浓度为1mol/L的液体电解质；将P(MAh-AA)-PEG4000于50℃下溶解在该液体电解质中；在聚四氟乙烯板上沿流，冷却即得凝聚聚合物电解质。有益效果是：制备一种聚丙烯酸酯类交联聚合物凝胶聚合物电解质，该电解质具备优良的综合性能，满足锂离子电池使用要求。本发明所需原料便宜，操作工艺较直接简单，适用性广，具有一定的实际推广意义。

Description

一种P(MAh-AA)-PEG4000基凝胶聚合物电解质及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种锂离子电池用聚丙烯酸酯类交联聚合物基凝胶聚合物电解质。
背景技术
凝胶聚合物电解质作为一种锂离子电池的重要组成部分，具有离子电导性高、安全性能好和易于加工制作等特点。凝胶聚合物电解质中的聚合物基体这一重要成分对电解质的性能有着决定性的影响。因此，目前研究聚合物基体对电解质性能的影响规律是研究的热点，也是难点。聚合物种类虽然繁多，但是，能够用来做凝胶聚合物电解质基体的却有限，而且目前还没有发现一种单纯的聚合物可以满足凝胶聚合物电解质所有性能的需求。因此，基于分子设计的思想，对已有的聚合物进行组成、结构设计，合成新聚合物就显得非常重要。聚丙烯酸酯类聚合物作为凝胶聚合物电解质的基体可以赋予电解质较好的电导性和保液性，但是成膜性、热性能和尺寸稳定性等不尽理想。所以，对聚丙烯酸酯类聚合物进行组成、结构设计合成该类聚合物新的材料具有很大的研究意义。
以丙烯酸、马来酸酐为单体，共聚合成一种聚（马来酸酐-丙烯酸）共聚物P(MAh-AA)，该共聚物的合成工艺已非常成熟、实际应用的领域也非常广泛。使共聚物P(MAh-AA)主链中的丙烯酸与聚乙二醇PEG4000和甲醇CH3OH先后发生两步酯化反应可以制备出一种聚丙烯酸酯类交联聚合物P(MAh-AA)-PEG4000。这种组成和立体交联结构必然会改善聚丙烯酸酯类凝胶聚合物电解质的性能，如良好的力学性能、热性能和溶剂保持性等。目前，交联聚合物P(MAh-AA)-PEG4000的合成工艺基本成熟，以该聚合物为基体制备的凝胶聚合物电解质的相关研究报道尚未见到。
发明内容
要解决的技术问题
为了解决聚丙烯酸酯类凝胶聚合物电解质的成膜性、热性能和尺寸稳定性不尽理想这一问题，本发明提出了以一种已经成功合成的聚丙烯酸酯类交联聚合物为基体制备凝胶聚合物电解质。
技术方案
本发明的思想是：
聚丙烯酸酯类交联聚合物P(MAh-AA)-PEG4000有羰基侧基，与凝胶聚合物电解质的增塑剂碳酸丙烯酯有较好的相互作用，可以赋予电解质好的保液性；聚丙烯酸酯类聚合物与锂电极界面稳定、阻抗低；聚丙烯酸酯类交联聚合物P(MAh-AA)-PEG4000所具有立体交联结构可以赋予电解质好的力学性能、热性能和尺寸稳定性。
本发明以聚丙烯酸酯类交联聚合物P(MAh-AA)-PEG4000为基体制备凝胶聚合物电解质。
本发明的技术特征在于：
凝胶聚合物电解质配比为聚丙烯酸酯类交联聚合物P(MAh-AA)-PEG4000基体质量百分数20~50wt.%，液体电解质质量百分数80~50wt.%；所述液体电解质是以碳酸丙烯酯(PC)为增塑剂，高氯酸锂(LiClO4)为锂离子提供剂，浓度为1mol/L的有机溶液。
一种制备所述聚丙烯酸酯类立体交联聚合物凝胶聚合物电解质的方法，其特征在于：
具体步骤如下：
a）将高氯酸锂(LiClO4)溶解在碳酸丙烯酯(PC)中，配制成浓度为1mol/L的有机溶液；
b）将聚丙烯酸酯类交联聚合物P(MAh-AA)-PEG4000溶解在上述有机溶液中；
c）于50℃下搅拌均匀后沿流于聚四氟乙烯板上，冷却即得凝胶聚合物电解质。
有益效果
本发明的有益效果是，制备得到了一种聚丙烯酸酯类交联聚合物基P(MAh-AA)-PEG4000凝胶聚合物电解质，该凝胶聚合物电解质具有良好的导电性、成膜性、热性能和尺寸稳定性。
附图说明
图1为凝胶聚合物电解质的制备流程图。
具体实施方式
结合附图对本发明作进一步描述：
制备凝胶聚合物电解质：将高氯酸锂(LiClO4)溶解在碳酸丙烯酯(PC)中，配制成浓度为1mol/L的有机溶液；再将交联聚合物溶解在该有机溶液中，于50℃下搅拌均匀；然后将得到的均相粘稠液体沿流在聚四氟乙烯板上，冷却后即得凝胶聚合物电解质膜。
实施例1：将高氯酸锂(LiClO4)溶解在碳酸丙烯酯(PC)中，配制成浓度为1mol/L的有机溶液；再将20g聚合物溶解在80g该有机溶液中，于50℃下搅拌均匀；然后，将得到的均相粘稠液体沿流在聚四氟乙烯板上，冷却后即得凝聚聚合物电解质膜GPE-20。
实施例2：将高氯酸锂(LiClO4)溶解在碳酸丙烯酯(PC)中，配制成浓度为1mol/L的有机溶液；再将30g聚合物溶解在70g该有机溶液中，于50℃下搅拌均匀；然后，将得到的均相粘稠液体沿流在聚四氟乙烯板上，冷却后即得凝聚聚合物电解质膜GPE-30。
实施例3：将高氯酸锂(LiClO4)溶解在碳酸丙烯酯(PC)中，配制成浓度为1mol/L的有机溶液；再将40g聚合物溶解在60g该有机溶液中，于50℃下搅拌均匀；然后，将得到的均相粘稠液体沿流在聚四氟乙烯板上，冷却后即得凝聚聚合物电解质膜GPE-40。
实施例4：将高氯酸锂(LiClO4)溶解在碳酸丙烯酯(PC)中，配制成浓度为1mol/L的有机溶液；再将50g聚合物溶解在50g该有机溶液中，于50℃下搅拌均匀；然后，将得到的均相粘稠液体沿流在聚四氟乙烯板上，冷却后即得凝聚聚合物电解质膜GPE-50。
以上实施方案得到的凝胶聚合物电解质的具体性能如下：
GPE体系 性能 离子电导率（10-4S/cm） 电化学稳定窗口（V） 成膜性 力学性能
GPE-20 68.7 4.2 良好 满足电池使用要求
GPE-30 42.6 4.2 良好 满足电池使用要求
GPE-40 9.88 4.2 良好 满足电池使用要求
GPE-50 7.67 4.2 良好 满足电池使用要求

Claims (1)

1.一种聚丙烯酸酯类交联聚合物基凝胶聚合物电解质，其特征在于：配方为聚合物P(MAh-AA)-PEG4000质量百分数为20～30wt.%、液体电解质质量百分数80～70wt.%；所述的液体电解质的配方为高氯酸锂浓度为1mol/L的碳酸丙烯酯溶液;所述的聚合物P(MAh-AA)-PEG4000中的MAh是马来酸酐，AA是丙烯酸，P(MAh-AA)是马来酸酐和丙烯酸的共聚物，PEG4000是分子量为4000的聚乙二醇。
CN201110278939.0A 2011-09-20 2011-09-20 一种P(MAh-AA)-PEG4000基凝胶聚合物电解质及其制备方法 Expired - Fee Related CN102324561B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201110278939.0A CN102324561B (zh) 2011-09-20 2011-09-20 一种P(MAh-AA)-PEG4000基凝胶聚合物电解质及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201110278939.0A CN102324561B (zh) 2011-09-20 2011-09-20 一种P(MAh-AA)-PEG4000基凝胶聚合物电解质及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102324561A CN102324561A (zh) 2012-01-18
CN102324561B true CN102324561B (zh) 2014-10-08

Family

ID=45452261

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201110278939.0A Expired - Fee Related CN102324561B (zh) 2011-09-20 2011-09-20 一种P(MAh-AA)-PEG4000基凝胶聚合物电解质及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN102324561B (zh)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103474697B (zh) * 2013-09-10 2016-09-07 东莞新能源科技有限公司 一种凝胶聚合物锂离子电池
CN104752761B (zh) * 2013-12-31 2017-05-31 比亚迪股份有限公司 多孔自交联型凝胶聚合物电解质及其在锂离子电池中的应用
CN104744722B (zh) * 2013-12-31 2018-08-14 比亚迪股份有限公司 多孔自交联型聚合物膜及制备方法、由该膜得到的电解质及其在锂离子电池的应用
CN103825046B (zh) * 2014-03-17 2016-06-15 西南石油大学 一种自带无机填料的凝胶聚合物电解质

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101200568A (zh) * 2006-12-14 2008-06-18 西北工业大学 一种凝胶聚合物电解质及其制备方法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101200568A (zh) * 2006-12-14 2008-06-18 西北工业大学 一种凝胶聚合物电解质及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN102324561A (zh) 2012-01-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Chen et al. A solid polymer electrolyte based on star-like hyperbranched β-cyclodextrin for all-solid-state sodium batteries
Li et al. Novel polymeric ionic liquid membranes as solid polymer electrolytes with high ionic conductivity at moderate temperature
CN105914405A (zh) 一种由环氧化合物原位开环聚合制备全固态聚合物电解质的制备方法以及在全固态锂电池中应用
CN102324561B (zh) 一种P(MAh-AA)-PEG4000基凝胶聚合物电解质及其制备方法
TWI360556B (en) Polymer electrolyte, production process thereof an
Jamalpour et al. The effect of poly (hydroxyl ethyl methacrylate) on the performance of PVDF/P (MMA-co-HEMA) hybrid gel polymer electrolytes for lithium ion battery application
CN109546211A (zh) 一种复合聚合物固态电解质膜及其制备方法
Yao et al. Epoxy containing solid polymer electrolyte for lithium ion battery
CN104479112B (zh) 一种自交联型梳状聚合物及锂离子固体聚合物电解质
CN109065947B (zh) 一种可控光固化peg固态拓扑结构聚合物电解质及制备方法
CN107579277A (zh) 三臂支化聚合离子液体凝胶电解质及其制备方法
Liu et al. Recent development in topological polymer electrolytes for rechargeable lithium batteries
Blatt et al. Polymer blend electrolytes for batteries and beyond
Wang et al. Solid polymer electrolytes based on cross-linked polybenzoxazine possessing poly (ethylene oxide) segments enhancing cycling performance of lithium metal batteries
Wang et al. Electrochemical performances of a new solid composite polymer electrolyte based on hyperbranched star polymer and ionic liquid for lithium-ion batteries
Luo et al. A Four‐Armed Polyacrylic Acid Homopolymer Binder with Enhanced Performance for SiOx/Graphite Anode
CN110128650B (zh) 一种导电聚合物粘结剂及其制备方法与应用
CN104151501A (zh) 一种含聚环氧乙烷的聚合物、其制备方法及应用
Zhang et al. Fabrication of polymer electrolyte via lithium salt-induced surface-initiated radical polymerization for lithium metal batteries
Li et al. A Web‐like Three‐dimensional Binder for Silicon Anode in Lithium‐ion Batteries
CN102324560B (zh) 一种聚丙烯酸酯类交联聚合物基凝胶聚合物电解质及其制备方法
CN1962726B (zh) 星形网状固体或凝胶态聚合物电解质
Rong et al. How the PEG terminals affect the electrochemical properties of polymer electrolytes in lithium metal batteries
Qin et al. A meltblown cloth reinforced partially fluorinated solid polymer electrolyte for ultrastable lithium metal batteries
CN102504301B (zh) 合成poem-pdms两亲性嵌段共聚物电解质的工艺

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20141008

Termination date: 20150920

EXPY Termination of patent right or utility model