CN103545549B - 一种锂二次电池离子凝胶电解质及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种锂二次电池离子凝胶电解质及其制备方法，属于电解质材料技术领域。所述电解质由TiO2多孔网络原位固定离子液体电解质构成，离子液体电解质由室温下为液态的离子液体和双三氟甲基磺酰亚胺锂组成。将双三氟甲基磺酰亚胺锂溶解于离子液体中形成离子液体电解质，向离子液体电解质中加入钛酸酯，搅拌得混合物1，将甲酸在搅拌下滴加到混合物1中，得混合物2，室温静置生成凝胶，以上过程在惰性气体或氮气保护下进行；将凝胶干燥得到所述电解质。所述电解质离子电导率高，电化学稳定窗口宽，热、化学稳定性和成膜性能良好，易加工成型。所述制备方法简单、原材料来源广泛、低耗节能、绿色环保且易于实现大规模化生产。

Description

一种锂二次电池离子凝胶电解质及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种锂二次电池离子凝胶电解质及其制备方法，属于电解质材料技术领域。
背景技术
化石资源随着人类的开采逐渐减少，能源危机和环境污染是目前迫切需要解决的问题。锂二次电池具有比能量高、循环寿命长、无污染等特点，是理想的便携设备移动电源、电动汽车动力电源以及储能电站用储能电池。我国锂矿资源丰富，锂二次电池的应用是解决我国能源结构和环境问题的最佳途径。然而，市场上广泛使用的锂二次电池仍采用的是液态电解质体系，虽然液态电解质体系具有良好倍率性能和低温性能，但它是易燃易爆的有机物，给锂二次电池的使用带来了安全隐患，例如电池在封装不好的情况下会发生漏液，在滥用条件下会发生爆炸、燃烧等不安全行为。目前，解决电池安全性问题最经济有效的方法是使用不易燃烧的凝胶电解质取代液态电解质。传统的凝胶电解质是凝胶聚合物电解质，是由聚合物、锂盐和增塑剂组成的具有微孔结构的高分子网络，通过高分子链段和碳酸酯类增塑剂之间的相互作用来固定液态电解质，利用固定在微孔中的液态电解质实现离子传导，但其制备工艺复杂、制备成本高，制备过程中使用的聚合物、聚合物单体以及增塑剂具有可燃性，存在一定的安全隐患。
针对上述问题，确有必要寻找并合成一种兼具有优良电化学性能及安全性能的锂二次电池凝胶电解质。现有报道一种新型的介孔SiO2网络骨架复合离子液体电解质，其在高温下与LiFePO4电池匹配具有高的比容量和循环稳定性。但是，其在室温和低温下的离子电导率低。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明的目的之一在于提供一种锂二次电池离子凝胶电解质，所述电解质表现出高的离子电导率，宽的电化学稳定窗口，良好的热稳定性和化学稳定性，良好的成膜性能，易于加工成型。
本发明的目的之二在于提供一种锂二次电池离子凝胶电解质的制备方法，所述方法简单、原材料来源广泛、低耗节能、绿色环保，且易于实现大规模化生产。
本发明的目的是通过如下技术方案实现的。
一种锂二次电池离子凝胶电解质，所述电解质由二氧化钛（TiO2）多孔网络原位固定离子液体电解质构成，所述离子液体电解质由离子液体和锂盐组成，所述离子液体为室温下为液态的离子液体，所述锂盐为双三氟甲基磺酰亚胺锂。
其中，优选TiO2多孔网络的孔径为纳米级。
优选TiO2为无定形结构。
优选离子液体与TiO2的摩尔质量比为1:10～15:10。
优选离子液体电解质中锂盐的含量为0.1～2.0mol/L。
优选所述离子液体为：1-乙基-3-甲基咪唑双三氟甲磺酰亚胺盐、1-丙基-3-甲基咪唑双三氟甲磺酰亚胺盐、1-丁基-3-甲基咪唑双三氟甲磺酰亚胺盐、N-甲基，丙基哌啶双三氟甲磺酰亚胺盐、N-甲基，丁基哌啶双三氟甲磺酰亚胺盐、N-甲基，丙基吡咯烷双三氟甲磺酰亚胺盐或N-甲基，丁基吡咯烷双三氟甲磺酰亚胺盐中的一种或一种以上。
一种本发明所述的锂二次电池离子凝胶电解质的制备方法，所述方法为离子液体电解质辅助甲酸催化的溶胶-凝胶法，步骤如下：
将锂盐溶解于离子液体中形成离子液体电解质，然后向离子液体电解质中加入钛酸酯，搅拌均匀得到混合物1，随后将甲酸在搅拌下滴加到混合物1中，得混合物2，室温静置，反应生成凝胶，以上过程均在惰性气体或氮气保护下进行；然后将凝胶干燥，得到所述锂二次电池离子凝胶电解质；其中，钛酸酯与甲酸的摩尔质量比为1:4～1:8。
优选钛酸酯与甲酸的摩尔质量比为1:7.8。
优选钛酸酯为钛酸四乙酯或钛酸四丁酯中的一种或两种。
优选惰性气体为纯度≥99%的氮气或氩气。
优选将凝胶放置在60℃的真空干燥烘箱内干燥48h。
一种锂二次电池，所述电池使用的电解质为本发明所述的一种锂二次电池离子凝胶电解质。
有益效果
1.本发明提供了一种锂二次电池离子凝胶电解质，所述电解质具有优良的电化学性能，固体的粘聚性和液体的分散传导性：所述电解质为原位凝胶电解质，含有丰富的纳米孔道结构，具有强的离子液体电解质吸附能力，对离子液体电解质吸附容量大，具有高的离子电导率，在室温下循环寿命和可靠性性能良好；
2.本发明提供了一种锂二次电池离子凝胶电解质，所述电解质具有良好的安全性：所述电解质由不可燃的TiO2无机纳米材料和不易燃烧的离子液体电解质组成，所述电解质中所含有的成分均不具有可燃性，极大提高了电池体系的安全性；
3.本发明提供了一种锂二次电池离子凝胶电解质，所述离子凝胶电解质具有良好成膜性能，机械强度，易于加工成型；
4.本发明提供了一种锂二次电池离子凝胶电解质的制备方法，所述方法简单，成本低廉，绿色环保，易于实现大批量生产。
附图说明
图1为实施例3制备得到的锂二次电池离子凝胶电解质的热重分析曲线（TG）图。
图2为实施例3制备得到的锂二次电池离子凝胶电解质在萃取除去离子液体后的扫描电镜（SEM）图。
图3为实施例3制备得到的锂二次电池离子凝胶电解质的X射线衍射（XRD）图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步的阐述，但本发明并不限于以下实施例。
对以下实施例制得的锂二次电池离子凝胶电解质进行测试如下：
（1）热重分析（TG）测试：热重分析数据是在型号为Netzsch TG209F1测试得出，测试参数：温度范围为室温～800℃，升温速度为10℃/min，整个测试在空气气氛下进行；
（2）扫描电子显微镜测试：扫描电子显微镜（SEM）的仪器型号为SUPRA55，德国。具体测试样品的制备方法：将所述电解质用乙腈萃取去除离子液体，烘干后制成样品，进行扫描电子显微镜的测试；
（3）X射线衍射（XRD）测试：使用仪器型号为：Rigaku Ultima IV，日本，测试参数：采用Cu/Kα射线，电压为40KV，电流为100mA，扫描速度为8°/min，步长为0.02°，扫描角度为10°～90°；
（4）电化学交流阻抗（EIS）测试：在室温下，通过电化学阻抗谱测试方法测量所述电解质使得离子电导率，具体方法为：使用两片不锈钢电极制备成不锈钢/离子凝胶电解质/不锈钢离子阻塞电极，将所述电解质连接到电化学工作站或IM6E分析仪器上，进行阻抗测试；测试参数：交流电压振幅5mV，频率范围1×10-2Hz～1×105Hz；根据电解质的厚度2.0mm和不锈钢电极的面积15.3mm2计算得到所述电解质的电导率。
实施例1
称取0.5g双三氟甲基磺酰亚胺锂与2.65g的1-乙基-3-甲基咪唑双三氟甲磺酰亚胺盐混合，搅拌直到双三氟甲基磺酰亚胺锂完全溶解，得到离子液体电解质；量取4.8ml的钛酸四丁酯，在搅拌的同时加入离子液体电解质中，得到乳白色的溶液，为混合物1；然后在剧烈的搅拌下向混合物1中缓慢滴加4ml的甲酸，混合物1逐渐从乳白色变成淡黄色透明溶液，得混合物2；将混合物2倒入不锈钢模具中，陈化36h，反应生成凝胶，以上过程均在充满氩气的手套箱中进行；然后将凝胶移入60℃的烘箱中真空干燥48h，得到白色的锂二次电池离子凝胶电解质。
对本实施例制备的锂二次电池离子凝胶电解质进行测试，结果如下：
（1）热重分析（TG）测试：
TG测试表明所述电解质具有良好的热稳定性，在低于300℃时仅有少量质量损失，在300℃以上才开始大量分解；通过热重数据计算得到离子凝胶电解质中离子液体电解质的质量含量为74.4%；
（2）扫描电子显微镜（SEM）测试：
SEM测试可知所述电解质具有丰富的纳米多孔网络结构，离子液体电解质被原位限制其中；
（3）X射线衍射（XRD）测试：
XRD测试显示在低角度2θ=27.2°有一个较大的馒头状特征峰，表明所述电解质中TiO2纳米孔道具有无定型的结构本质；
（4）电化学交流阻抗（EIS）测试：
EIS测试表明所述电解质的室温（25℃）离子电导率为0.8×10-3S cm-1，电子电导率为6.4×10-9S cm-1。
实施例2
称取1.00g双三氟甲基磺酰亚胺锂与5.30g的1-乙基-3-甲基咪唑双三氟甲磺酰亚胺盐混合，搅拌直到双三氟甲基磺酰亚胺锂完全溶解，得到离子液体电解质；量取4.8ml的钛酸四丁酯，在搅拌的同时加入离子液体电解质中，得到乳白色的溶液，为混合物1；然后在剧烈的搅拌下向混合物1中缓慢滴加4ml的甲酸，混合物1逐渐从乳白色变成淡黄色透明溶液，得混合物2；将混合物2倒入不锈钢模具中，陈化36h，反应生成凝胶，以上过程均在充满氩气的手套箱中进行，然后将凝胶移入60℃的烘箱中真空干燥48h，得到白色的锂二次电池离子凝胶电解质。
对本实施例制备的锂二次电池离子凝胶电解质进行测试，结果如下：
（1）热重分析（TG）测试：
TG测试表明所述电解质具有良好的热稳定性，在低于300℃时仅有少量质量损失，在300℃以上才开始大量分解；通过热重数据计算得到离子凝胶电解质中离子液体电解质的质量含量为82.4%；
（2）扫描电子显微镜（SEM）测试：
SEM测可试知所述电解质具有丰富的纳米多孔网络结构，离子液体电解质被原位限制其中；
（3）X射线衍射（XRD）测试：
XRD测试显示在低角度2θ=27.2°有一个较大的馒头状特征峰，表明所述电解质中TiO2纳米孔道具有无定型的结构本质；
（4）电化学交流阻抗（EIS）测试：
EIS测试表明所述电解质的室温（25℃）离子电导率为1.6×10-3S cm-1，电子电导率为6.4×10-9S cm-1。
实施例3
称取1.25g双三氟甲基磺酰亚胺锂与6.61g的1-乙基-3-甲基咪唑双三氟甲磺酰亚胺盐混合，搅拌直到双三氟甲基磺酰亚胺锂完全溶解，得到离子液体电解质；量取4.8ml的钛酸四丁酯，在搅拌的同时加入离子液体电解质中，得到乳白色的溶液，为混合物1；然后在剧烈的搅拌下向混合物1中缓慢滴加4ml的甲酸，混合物1逐渐从乳白色变成淡黄色透明溶液，得混合物2；将混合物2倒入不锈钢模具中，陈化36h，反应生成凝胶，以上过程均在充满氩气的手套箱中进行，然后将凝胶移入60℃的烘箱中真空干燥48h，得到白色的锂二次电池离子凝胶电解质。
对本实施例制备的锂二次电池离子凝胶电解质进行测试，结果如下：
（1）热重分析（TG）测试：
图1为实施例3制备的离子凝胶电解质的TG测试曲线，TG测试表明所述电解质具有良好的热稳定性，在低于300℃时仅有少量质量损失，在300℃以上才开始大量分解；通过热重数据计算得到离子凝胶电解质中离子液体电解质的质量含量为87.9%；
（2）扫描电子显微镜（SEM）测试：
由图2可知，所述电解质具有丰富的纳米多孔网络结构，离子液体电解质被原位限制其中；
（3）X射线衍射（XRD）测试：
图3中XRD测试显示在低角度2θ=27.2°有一个较大的馒头状特征峰，表明所述电解质中TiO2纳米孔道具有无定型的结构本质；
（4）电化学交流阻抗（EIS）测试：
EIS测试表明所述电解质的室温（25℃）离子电导率为2.8×10-3S cm-1，电子电导率为6.4×10-9S cm-1。
实施例4
称取1.50g双三氟甲基磺酰亚胺锂与07.93g的1-乙基-3-甲基咪唑双三氟甲磺酰亚胺盐混合，搅拌直到双三氟甲基磺酰亚胺锂完全溶解，得到离子液体电解质；量取4.8ml的钛酸四丁酯，在搅拌的同时加入离子液体电解质中，得到乳白色的溶液，为混合物1；然后在剧烈的搅拌下向混合物1中缓慢滴加4.0ml的甲酸，混合物1逐渐从乳白色变成淡黄色透明溶液，得混合物2；将混合物2倒入不锈钢模具中，陈化36h，反应生成凝胶，以上过程均在充满氮气的手套箱中进行，然后将凝胶移入60℃的烘箱中真空干燥48h，得到白色的锂二次电池离子凝胶电解质。
对本实施例制备的锂二次电池离子凝胶电解质进行测试，结果如下：
（1）热重分析（TG）测试：
TG测试表明所述电解质具有良好的热稳定性，在低于300℃时仅有少量质量损失，在300℃以上才开始大量分解；通过热重数据计算得到离子凝胶电解质中离子液体电解质的质量含量为89.2%；
（2）扫描电子显微镜（SEM）测试：
SEM测试可知所述电解质具有丰富的纳米多孔网络结构，离子液体电解质被原位限制其中；
（3）X射线衍射（XRD）测试：
XRD测试显示在低角度2θ=27.2°有一个较大的馒头状特征峰，表明所述电解质中TiO2纳米孔道具有无定型的结构本质；
（4）电化学交流阻抗（EIS）测试：
EIS测试表明所述电解质的室温（25℃）离子电导率为3.3×10-3S cm-1，电子电导率为6.4×10-9S cm-1。
实施例5
称取0.22g双三氟甲基磺酰亚胺锂与0.59g的1-乙基-3-甲基咪唑双三氟甲磺酰亚胺盐混合，搅拌直到双三氟甲基磺酰亚胺锂完全溶解，得到离子液体电解质；量取3.3ml的钛酸四乙酯，在搅拌的同时加入离子液体电解质中，得到乳白色的溶液，为混合物1；然后在剧烈的搅拌下向混合物1中缓慢滴加2.3ml的甲酸，混合物1逐渐从乳白色变成淡黄色透明溶液，得混合物2；将混合物2倒入不锈钢模具中，陈化36h，反应生成凝胶，以上过程均在充满氮气的手套箱中进行，然后将凝胶移入60℃的烘箱中真空干燥48h，得到白色的锂二次电池离子凝胶电解质。
对本实施例制备的锂二次电池离子凝胶电解质进行测试，结果如下：
（1）热重分析（TG）测试：
TG测试表明所述电解质具有良好的热稳定性，在低于300℃时仅有少量质量损失，在300℃以上才开始大量分解；通过热重数据计算得到离子凝胶电解质中离子液体电解质的质量含量为40.6%；
（2）扫描电子显微镜（SEM）测试：
SEM测试可知所述电解质具有丰富的纳米多孔网络结构，离子液体电解质被原位限制其中；
（3）X射线衍射（XRD）测试：
XRD测试显示在低角度2θ=27.2°有一个较大的馒头状特征峰，表明所述电解质中TiO2纳米孔道具有无定型的结构本质；
（4）电化学交流阻抗（EIS）测试：
EIS测试表明所述电解质的室温（25℃）离子电导率为0.4×10-3S cm-1，电子电导率为6.4×10-9S cm-1。
实施例6
称取0.10g双三氟甲基磺酰亚胺锂与0.63g的1-丁基-3-甲基咪唑双三氟甲磺酰亚胺盐混合，搅拌直到双三氟甲基磺酰亚胺锂完全溶解，得到离子液体电解质；量取1.65ml的钛酸四乙酯和2.65ml的钛酸四丁酯，在搅拌的同时加入离子液体电解质中，得到乳白色的溶液，为混合物1；然后在剧烈的搅拌下向混合物1中缓慢滴加4.6ml的甲酸，混合物1逐渐从乳白色变成淡黄色透明溶液，得混合物2；将混合物2倒入不锈钢模具中，陈化36h，反应生成凝胶，以上过程均在充满氮气的手套箱中进行，然后将凝胶移入60℃的烘箱中真空干燥48h，得到白色的锂二次电池离子凝胶电解质。
对本实施例制备的锂二次电池离子凝胶电解质进行测试，结果如下：
（1）热重分析（TG）测试：
TG测试表明所述电解质具有良好的热稳定性，在低于300℃时仅有少量质量损失，在300℃以上才开始大量分解；通过热重数据计算得到离子凝胶电解质中离子液体电解质的质量含量为27.7%；
（2）扫描电子显微镜（SEM）测试：
SEM测试可知所述电解质具有丰富的纳米多孔网络结构，离子液体电解质被原位限制其中；
（3）X射线衍射（XRD）测试：
XRD测试显示在低角度2θ=27.2°有一个较大的馒头状特征峰，表明所述电解质中TiO2纳米孔道具有无定型的结构本质；
（4）电化学交流阻抗（EIS）测试：
EIS测试表明所述电解质的室温（25℃）离子电导率为0.2×10-3S cm-1，电子电导率为6.4×10-9S cm-1。
实施例7
称取2.26g双三氟甲基磺酰亚胺锂与7.86g的1-丁基-3-甲基咪唑双三氟甲磺酰亚胺盐混合，搅拌直到双三氟甲基磺酰亚胺锂完全溶解，得到离子液体电解质；量取3.3ml的钛酸四乙酯，在搅拌的同时加入离子液体电解质中，得到乳白色的溶液，为混合物1；然后在剧烈的搅拌下向混合物1中缓慢滴加4.4ml的甲酸，混合物1逐渐从乳白色变成淡黄色透明溶液，得混合物2；将混合物2倒入不锈钢模具中，陈化36h，反应生成凝胶，以上过程均在充满氮气的手套箱中进行，然后将凝胶移入60℃的烘箱中真空干燥48h，得到白色的锂二次电池离子凝胶电解质。
对本实施例制备的锂二次电池离子凝胶电解质进行测试，结果如下：
（1）热重分析（TG）测试：
TG测试表明所述电解质具有良好的热稳定性，在低于300℃时仅有少量质量损失，在300℃以上才开始大量分解；通过热重数据计算得到离子凝胶电解质中离子液体电解质的质量含量为84.2%；
（2）扫描电子显微镜（SEM）测试：
SEM测试可知所述电解质具有丰富的纳米多孔网络结构，离子液体电解质被原位限制其中；
（3）X射线衍射（XRD）测试：
XRD测试显示在低角度2θ=27.2°有一个较大的馒头状特征峰，表明所述电解质中TiO2纳米孔道具有无定型的结构本质；
（4）电化学交流阻抗（EIS）测试：
EIS测试表明所述电解质的室温（25℃）离子电导率为1.9×10-3S cm-1，电子电导率为6.4×10-9S cm-1。
实施例8
称取5.42g双三氟甲基磺酰亚胺锂与4.72g的1-丁基-3-甲基咪唑双三氟甲磺酰亚胺盐和4.40g的1-乙基-3-甲基咪唑双三氟甲磺酰亚胺盐混合，搅拌直到双三氟甲基磺酰亚胺锂完全溶解，得到离子液体电解质；量取5.3ml的钛酸四丁酯，在搅拌的同时加入离子液体电解质中，得到乳白色的溶液，为混合物1；然后在剧烈的搅拌下向混合物1中缓慢滴加2.3ml的甲酸，混合物1逐渐从乳白色变成淡黄色透明溶液，得混合物2；将混合物2倒入不锈钢模具中，陈化36h，反应生成凝胶，以上过程均在充满氩气的手套箱中进行，然后将凝胶移入60℃的烘箱中真空干燥48h，得到白色的锂二次电池离子凝胶电解质。
对本实施例制备的锂二次电池离子凝胶电解质进行测试，结果如下：
（1）热重分析（TG）测试：
TG测试表明所述电解质具有良好的热稳定性，在低于300℃时仅有少量质量损失，在300℃以上才开始大量分解；通过热重数据计算得到离子凝胶电解质中离子液体电解质的质量含量为89.5%；
（2）扫描电子显微镜（SEM）测试：
SEM测试可知所述电解质具有丰富的纳米多孔网络结构，离子液体电解质被原位限制其中；
（3）X射线衍射（XRD）测试：
XRD测试显示在低角度2θ=27.2°有一个较大的馒头状特征峰，表明所述电解质中TiO2纳米孔道具有无定型的结构本质；
（4）电化学交流阻抗（EIS）测试：
EIS测试表明所述电解质的室温（25℃）离子电导率为3.6×10-3S cm-1，电子电导率为6.4×10-9S cm-1。
实施例9
称取0.38g双三氟甲基磺酰亚胺锂与3.14g的1-丁基-3-甲基咪唑双三氟甲磺酰亚胺盐混合，搅拌直到双三氟甲基磺酰亚胺锂完全溶解，得到离子液体电解质；量取3.3ml的钛酸四乙酯，在搅拌的同时加入离子液体电解质中，得到乳白色的溶液，为混合物1；然后在剧烈的搅拌下向混合物1中缓慢滴加3.4ml的甲酸，混合物1逐渐从乳白色变成淡黄色透明溶液，得混合物2；将混合物2倒入不锈钢模具中，陈化36h，反应生成凝胶，以上过程均在充满氩气的手套箱中进行，然后将凝胶移入60℃的烘箱中真空干燥48h，得到白色的锂二次电池离子凝胶电解质。
对本实施例制备的锂二次电池离子凝胶电解质进行测试，结果如下：
（1）热重分析（TG）测试：
TG测试表明所述电解质具有良好的热稳定性，在低于300℃时仅有少量质量损失，在300℃以上才开始大量分解；通过热重数据计算得到离子凝胶电解质中离子液体电解质的质量含量为65.6%；
（2）扫描电子显微镜（SEM）测试：
SEM测试可知所述电解质具有丰富的纳米多孔网络结构，离子液体电解质被原位限制其中；
（3）X射线衍射（XRD）测试：
XRD测试显示在低角度2θ=27.2°有一个较大的馒头状特征峰，表明所述电解质中TiO2纳米孔道具有无定型的结构本质；
（4）电化学交流阻抗（EIS）测试：
EIS测试表明所述电解质的室温（25℃）离子电导率为0.7×10-3S cm-1，电子电导率为6.4×10-9S cm-1。
实施例10
称取1.02g双三氟甲基磺酰亚胺锂与2.54g的N-甲基，丙基哌啶双三氟甲磺酰亚胺盐混合，搅拌直到双三氟甲基磺酰亚胺锂完全溶解，得到离子液体电解质；量取5.3ml的钛酸四丁酯，在搅拌的同时加入离子液体电解质中，得到乳白色的溶液，为混合物1；然后在剧烈的搅拌下向混合物1中缓慢滴加2.9ml的甲酸，混合物1逐渐从乳白色变成淡黄色透明溶液，得混合物2；将混合物2倒入不锈钢模具中，陈化36h，反应生成凝胶，以上过程均在充满氮气的手套箱中进行，然后将凝胶移入60℃的烘箱中真空干燥48h，得到白色的锂二次电池离子凝胶电解质。
对本实施例制备的锂二次电池离子凝胶电解质进行测试，结果如下：
（1）热重分析（TG）测试：
TG测试表明所述电解质具有良好的热稳定性，在低于300℃时仅有少量质量损失，在300℃以上才开始大量分解；通过热重数据计算得到离子凝胶电解质中离子液体电解质的质量含量为65.6%；
（2）扫描电子显微镜（SEM）测试：
SEM测试可知所述电解质具有丰富的纳米多孔网络结构，离子液体电解质被原位限制其中；
（3）X射线衍射（XRD）测试：
XRD测试显示在低角度2θ=27.2°有一个较大的馒头状特征峰，表明所述电解质中TiO2纳米孔道具有无定型的结构本质；
（4）电化学交流阻抗（EIS）测试：
EIS测试表明所述电解质的室温（25℃）离子电导率为0.6×10-3S cm-1，电子电导率为6.4×10-9S cm-1。
实施例11
称取0.19g双三氟甲基磺酰亚胺锂与4.76g的N-甲基，丙基哌啶双三氟甲磺酰亚胺盐和4.59g的N-甲基，丙基吡咯烷双三氟甲磺酰亚胺盐混合，搅拌直到双三氟甲基磺酰亚胺锂完全溶解，得到离子液体电解质；量取1.7ml的钛酸四乙酯和2.7ml的钛酸四丁酯，在搅拌的同时加入离子液体电解质中，得到乳白色的溶液，为混合物1；然后在剧烈的搅拌下向混合物1中缓慢滴加4.5ml的甲酸，混合物1逐渐从乳白色变成淡黄色透明溶液，得混合物2；将混合物2倒入不锈钢模具中，陈化36h，反应生成凝胶，以上过程均在充满氮气的手套箱中进行，然后将凝胶移入60℃的烘箱中真空干燥48h，得到白色的锂二次电池离子凝胶电解质。
对本实施例制备的锂二次电池离子凝胶电解质进行测试，结果如下：
（1）热重分析（TG）测试：
TG测试表明所述电解质具有良好的热稳定性，在低于300℃时仅有少量质量损失，在300℃以上才开始大量分解；通过热重数据计算得到离子凝胶电解质中离子液体电解质的质量含量为84.2%；
（2）扫描电子显微镜（SEM）测试：
SEM测试可知所述电解质具有丰富的纳米多孔网络结构，离子液体电解质被原位限制其中；
（3）X射线衍射（XRD）测试：
XRD测试显示在低角度2θ=27.2°有一个较大的馒头状特征峰，表明所述电解质中TiO2纳米孔道具有无定型的结构本质；
（4）电化学交流阻抗（EIS）测试：
EIS测试表明所述电解质的室温（25℃）离子电导率为0.8×10-3S cm-1，电子电导率为6.4×10-9S cm-1。
实施例12
称取0.13g双三氟甲基磺酰亚胺锂与0.64g的N-甲基，丙基哌啶双三氟甲磺酰亚胺盐混合，搅拌直到双三氟甲基磺酰亚胺锂完全溶解，得到离子液体电解质；量取5.3ml的钛酸四丁酯，在搅拌的同时加入离子液体电解质中，得到乳白色的溶液，为混合物1；然后在剧烈的搅拌下向混合物1中缓慢滴加4.0ml的甲酸，混合物1逐渐从乳白色变成淡黄色透明溶液，得混合物2；将混合物2倒入不锈钢模具中，陈化36h，反应生成凝胶，以上过程均在充满氩气的手套箱中进行，然后将凝胶移入60℃的烘箱中真空干燥48h，得到白色的锂二次电池离子凝胶电解质。
对本实施例制备的锂二次电池离子凝胶电解质进行测试，结果如下：
（1）热重分析（TG）测试：
TG测试表明所述电解质具有良好的热稳定性，在低于300℃时仅有少量质量损失，在300℃以上才开始大量分解；通过热重数据计算得到离子凝胶电解质中离子液体电解质的质量含量为28.3%；
（2）扫描电子显微镜（SEM）测试：
SEM测试可知所述电解质具有丰富的纳米多孔网络结构，离子液体电解质被原位限制其中；
（3）X射线衍射（XRD）测试：
XRD测试显示在低角度2θ=27.2°有一个较大的馒头状特征峰，表明所述电解质中TiO2纳米孔道具有无定型的结构本质；
（4）电化学交流阻抗（EIS）测试：
EIS测试表明所述电解质的室温（25℃）离子电导率为0.1×10-3S cm-1，电子电导率为6.4×10-9S cm-1。
实施例13
称取1.22g双三氟甲基磺酰亚胺锂与1.57g的1-乙基-3-甲基咪唑双三氟甲磺酰亚胺盐、1.69g的N-甲基，丙基哌啶双三氟甲磺酰亚胺盐和1.69g的N-甲基，丁基吡咯烷双三氟甲磺酰亚胺盐混合，搅拌直到双三氟甲基磺酰亚胺锂完全溶解，得到离子液体电解质；量取3.3ml的钛酸四乙酯，在搅拌的同时加入离子液体电解质中，得到乳白色的溶液，为混合物1；然后在剧烈的搅拌下向混合物1中缓慢滴加2.3ml的甲酸，混合物1逐渐从乳白色变成淡黄色透明溶液，得混合物2；将混合物2倒入不锈钢模具中，陈化36h，反应生成凝胶，以上过程均在充满氩气的手套箱中进行，然后将凝胶移入60℃的烘箱中真空干燥48h，得到白色的锂二次电池离子凝胶电解质。
对本实施例制备的锂二次电池离子凝胶电解质进行测试，结果如下：
（1）热重分析（TG）测试：
TG测试表明所述电解质具有良好的热稳定性，在低于300℃时仅有少量质量损失，在300℃以上才开始大量分解；通过热重数据计算得到离子凝胶电解质中离子液体电解质的质量含量为77.5%；
（2）扫描电子显微镜（SEM）测试：
SEM测试可知所述电解质具有丰富的纳米多孔网络结构，离子液体电解质被原位限制其中；
（3）X射线衍射（XRD）测试：
XRD测试显示在低角度2θ=27.2°有一个较大的馒头状特征峰，表明所述电解质中TiO2纳米孔道具有无定型的结构本质；
（4）电化学交流阻抗（EIS）测试：
EIS测试表明所述电解质的室温（25℃）离子电导率为1.2×10-3S cm-1，电子电导率为6.4×10-9S cm-1。
实施例14
称取0.34g双三氟甲基磺酰亚胺锂与3.27g的N-甲基，丁基哌啶双三氟甲磺酰亚胺盐混合，搅拌直到双三氟甲基磺酰亚胺锂完全溶解，得到离子液体电解质；量取5.3ml的钛酸四丁酯，在搅拌的同时加入离子液体电解质中，得到乳白色的溶液，为混合物1；然后在剧烈的搅拌下向混合物1中缓慢滴加4.5ml的甲酸，混合物1逐渐从乳白色变成淡黄色透明溶液，得混合物2；将混合物2倒入不锈钢模具中，陈化36h，反应生成凝胶，以上过程均在充满氮气的手套箱中进行，然后将凝胶移入60℃的烘箱中真空干燥48h，得到白色的锂二次电池离子凝胶电解质。
对本实施例制备的锂二次电池离子凝胶电解质进行测试，结果如下：
（1）热重分析（TG）测试：
TG测试表明所述电解质具有良好的热稳定性，在低于300℃时仅有少量质量损失，在300℃以上才开始大量分解；通过热重数据计算得到离子凝胶电解质中离子液体电解质的质量含量为66.9%；
（2）扫描电子显微镜（SEM）测试：
SEM测试可知所述电解质具有丰富的纳米多孔网络结构，离子液体电解质被原位限制其中；
（3）X射线衍射（XRD）测试：
XRD测试显示在低角度2θ=27.2°有一个较大的馒头状特征峰，表明所述电解质中TiO2纳米孔道具有无定型的结构本质；
（4）电化学交流阻抗（EIS）测试：
EIS测试表明所述电解质的室温（25℃）离子电导率为0.8×10-3S cm-1，电子电导率为6.4×10-9S cm-1。
实施例15
称取3.63g双三氟甲基磺酰亚胺锂与9.82g的N-甲基，丁基哌啶双三氟甲磺酰亚胺盐混合，搅拌直到双三氟甲基磺酰亚胺锂完全溶解，得到离子液体电解质；量取3.3ml的钛酸四乙酯，在搅拌的同时加入离子液体电解质中，得到乳白色的溶液，为混合物1；然后在剧烈的搅拌下向混合物1中缓慢滴加3.4ml的甲酸，混合物1逐渐从乳白色变成淡黄色透明溶液，得混合物2；将混合物2倒入不锈钢模具中，陈化36h，反应生成凝胶，以上过程均在充满氮气的手套箱中进行，然后将凝胶移入60℃的烘箱中真空干燥48h，得到白色的锂二次电池离子凝胶电解质。
对本实施例制备的锂二次电池离子凝胶电解质进行测试，结果如下：
（1）热重分析（TG）测试：
TG测试表明所述电解质具有良好的热稳定性，在低于300℃时仅有少量质量损失，在300℃以上才开始大量分解；通过热重数据计算得到离子凝胶电解质中离子液体电解质的质量含量为88.9%；
（2）扫描电子显微镜（SEM）测试：
SEM测试可知所述电解质具有丰富的纳米多孔网络结构，离子液体电解质被原位限制其中；
（3）X射线衍射（XRD）测试：
XRD测试显示在低角度2θ=27.2°有一个较大的馒头状特征峰，表明所述电解质中TiO2纳米孔道具有无定型的结构本质；
（4）电化学交流阻抗（EIS）测试：
EIS测试表明所述电解质的室温（25℃）离子电导率为2.9×10-3S cm-1，电子电导率为6.4×10-9S cm-1。
实施例16
称取0.54g双三氟甲基磺酰亚胺锂与1.31g的N-甲基，丁基哌啶双三氟甲磺酰亚胺盐混合，搅拌直到双三氟甲基磺酰亚胺锂完全溶解，得到离子液体电解质；量取5.3ml的钛酸四丁酯，在搅拌的同时加入离子液体电解质中，得到乳白色的溶液，为混合物1；然后在剧烈的搅拌下向混合物1中缓慢滴加2.3ml的甲酸，混合物1逐渐从乳白色变成淡黄色透明溶液，得混合物2；将混合物2倒入不锈钢模具中，陈化36h，反应生成凝胶，以上过程均在充满氩气的手套箱中进行，然后将凝胶移入60℃的烘箱中真空干燥48h，得到白色的锂二次电池离子凝胶电解质。
对本实施例制备的锂二次电池离子凝胶电解质进行测试，结果如下：
（1）热重分析（TG）测试：
TG测试表明所述电解质具有良好的热稳定性，在低于300℃时仅有少量质量损失，在300℃以上才开始大量分解；通过热重数据计算得到离子凝胶电解质中离子液体电解质的质量含量为48.9%；
（2）扫描电子显微镜（SEM）测试：
SEM测试可知所述电解质具有丰富的纳米多孔网络结构，离子液体电解质被原位限制其中；
（3）X射线衍射（XRD）测试：
XRD测试显示在低角度2θ=27.2°有一个较大的馒头状特征峰，表明所述电解质中TiO2纳米孔道具有无定型的结构本质；
（4）电化学交流阻抗（EIS）测试：
EIS测试表明所述电解质的室温（25℃）离子电导率为0.1×10-3S cm-1，电子电导率为6.4×10-9S cm-1。
实施例17
称取0.32g双三氟甲基磺酰亚胺锂与3.93g的N-甲基，丁基哌啶双三氟甲磺酰亚胺盐混合，搅拌直到双三氟甲基磺酰亚胺锂完全溶解，得到离子液体电解质；量取3.3ml的钛酸四乙酯，在搅拌的同时加入离子液体电解质中，得到乳白色的溶液，为混合物1；然后在剧烈的搅拌下向混合物1中缓慢滴加4.0ml的甲酸，混合物1逐渐从乳白色变成淡黄色透明溶液，得混合物2；将混合物2倒入不锈钢模具中，陈化36h，反应生成凝胶，以上过程均在充满氩气的手套箱中进行，然后将凝胶移入60℃的烘箱中真空干燥48h，得到白色的锂二次电池离子凝胶电解质。
对本实施例制备的锂二次电池离子凝胶电解质进行测试，结果如下：
（1）热重分析（TG）测试：
TG测试表明所述电解质具有良好的热稳定性，在低于300℃时仅有少量质量损失，在300℃以上才开始大量分解；通过热重数据计算得到离子凝胶电解质中离子液体电解质的质量含量为68.9%；
（2）扫描电子显微镜（SEM）测试：
SEM测试可知所述电解质具有丰富的纳米多孔网络结构，离子液体电解质被原位限制其中；
（3）X射线衍射（XRD）测试：
XRD测试显示在低角度2θ=27.2°有一个较大的馒头状特征峰，表明所述电解质中TiO2纳米孔道具有无定型的结构本质；
（4）电化学交流阻抗（EIS）测试：
EIS测试表明所述电解质的室温（25℃）离子电导率为0.1×10-3S cm-1，电子电导率为6.4×10-9S cm-1。
实施例18
称取1.21g双三氟甲基磺酰亚胺锂与6.12g的N-甲基，丙基吡咯烷双三氟甲磺酰亚胺盐混合，搅拌直到双三氟甲基磺酰亚胺锂完全溶解，得到离子液体电解质；量取5.3ml的钛酸四丁酯，在搅拌的同时加入离子液体电解质中，得到乳白色的溶液，为混合物1；然后在剧烈的搅拌下向混合物1中缓慢滴加4.4ml的甲酸，混合物1逐渐从乳白色变成淡黄色透明溶液，得混合物2；将混合物2倒入不锈钢模具中，陈化36h，反应生成凝胶，以上过程均在充满氮气的手套箱中进行，然后将凝胶移入60℃的烘箱中真空干燥48h，得到白色的锂二次电池离子凝胶电解质。
对本实施例制备的锂二次电池离子凝胶电解质进行测试，结果如下：
（1）热重分析（TG）测试：
TG测试表明所述电解质具有良好的热稳定性，在低于300℃时仅有少量质量损失，在300℃以上才开始大量分解；通过热重数据计算得到离子凝胶电解质中离子液体电解质的质量含量为80.6%；
（2）扫描电子显微镜（SEM）测试：
SEM测试可知所述电解质具有丰富的纳米多孔网络结构，离子液体电解质被原位限制其中；
（3）X射线衍射（XRD）测试：
XRD测试显示在低角度2θ=27.2°有一个较大的馒头状特征峰，表明所述电解质中TiO2纳米孔道具有无定型的结构本质；
（4）电化学交流阻抗（EIS）测试：
EIS测试表明所述电解质的室温（25℃）离子电导率为1.6×10-3S cm-1，电子电导率为6.4×10-9S cm-1。
实施例19
称取3.64g双三氟甲基磺酰亚胺锂与9.18g的N-甲基，丙基吡咯烷双三氟甲磺酰亚胺盐混合，搅拌直到双三氟甲基磺酰亚胺锂完全溶解，得到离子液体电解质；量取3.3ml的钛酸四乙酯，在搅拌的同时加入离子液体电解质中，得到乳白色的溶液，为混合物1；然后在剧烈的搅拌下向混合物1中缓慢滴加4.5ml的甲酸，混合物1逐渐从乳白色变成淡黄色透明溶液，得混合物2；将混合物2倒入不锈钢模具中，陈化36h，反应生成凝胶，以上过程均在充满氮气的手套箱中进行，然后将凝胶移入60℃的烘箱中真空干燥48h，得到白色的锂二次电池离子凝胶电解质。
对本实施例制备的锂二次电池离子凝胶电解质进行测试，结果如下：
（1）热重分析（TG）测试：
TG测试表明所述电解质具有良好的热稳定性，在低于300℃时仅有少量质量损失，在300℃以上才开始大量分解；通过热重数据计算得到离子凝胶电解质中离子液体电解质的质量含量为87.6%；
（2）扫描电子显微镜（SEM）测试：
SEM测试可知所述电解质具有丰富的纳米多孔网络结构，离子液体电解质被原位限制其中；
（3）X射线衍射（XRD）测试：
XRD测试显示在低角度2θ=27.2°有一个较大的馒头状特征峰，表明所述电解质中TiO2纳米孔道具有无定型的结构本质；
（4）电化学交流阻抗（EIS）测试：
EIS测试表明所述电解质的室温（25℃）离子电导率为2.4×10-3S cm-1，电子电导率为6.4×10-9S cm-1。
实施例20
称取0.02g双三氟甲基磺酰亚胺锂与0.62g的N-甲基，丙基吡咯烷双三氟甲磺酰亚胺盐混合，搅拌直到双三氟甲基磺酰亚胺锂完全溶解，得到离子液体电解质；量取5.3ml的钛酸四丁酯，在搅拌的同时加入离子液体电解质中，得到乳白色的溶液，为混合物1；然后在剧烈的搅拌下向混合物1中缓慢滴加2.3ml的甲酸，混合物1逐渐从乳白色变成淡黄色透明溶液，得混合物2；将混合物2倒入不锈钢模具中，陈化36h，反应生成凝胶，以上过程均在充满氩气的手套箱中进行，然后将凝胶移入60℃的烘箱中真空干燥48h，得到白色的锂二次电池离子凝胶电解质。
对本实施例制备的锂二次电池离子凝胶电解质进行测试，结果如下：
（1）热重分析（TG）测试：
TG测试表明所述电解质具有良好的热稳定性，在低于300℃时仅有少量质量损失，在300℃以上才开始大量分解；通过热重数据计算得到离子凝胶电解质中离子液体电解质的质量含量为24.6%；
（2）扫描电子显微镜（SEM）测试：
SEM测试可知所述电解质具有丰富的纳米多孔网络结构，离子液体电解质被原位限制其中；
（3）X射线衍射（XRD）测试：
XRD测试显示在低角度2θ=27.2°有一个较大的馒头状特征峰，表明所述电解质中TiO2纳米孔道具有无定型的结构本质；
（4）电化学交流阻抗（EIS）测试：
EIS测试表明所述电解质的室温（25℃）离子电导率为0.1×10-3S cm-1，电子电导率为6.4×10-9S cm-1。
实施例21
称取0.48g双三氟甲基磺酰亚胺锂与4.90g的N-甲基，丙基吡咯烷双三氟甲磺酰亚胺盐混合，搅拌直到双三氟甲基磺酰亚胺锂完全溶解，得到离子液体电解质；量取3.3ml的钛酸四乙酯，在搅拌的同时加入离子液体电解质中，得到乳白色的溶液，为混合物1；然后在剧烈的搅拌下向混合物1中缓慢滴加2.8ml的甲酸，混合物1逐渐从乳白色变成淡黄色透明溶液，得混合物2；将混合物2倒入不锈钢模具中，陈化36h，反应生成凝胶，以上过程均在充满氩气的手套箱中进行，然后将凝胶移入60℃的烘箱中真空干燥48h，得到白色的锂二次电池离子凝胶电解质。
对本实施例制备的锂二次电池离子凝胶电解质进行测试，结果如下：
（1）热重分析（TG）测试：
TG测试表明所述电解质具有良好的热稳定性，在低于300℃时仅有少量质量损失，在300℃以上才开始大量分解；通过热重数据计算得到离子凝胶电解质中离子液体电解质的质量含量为73.9%；
（2）扫描电子显微镜（SEM）测试：
SEM测试可知所述电解质具有丰富的纳米多孔网络结构，离子液体电解质被原位限制其中；
（3）X射线衍射（XRD）测试：
XRD测试显示在低角度2θ=27.2°有一个较大的馒头状特征峰，表明所述电解质中TiO2纳米孔道具有无定型的结构本质；
（4）电化学交流阻抗（EIS）测试：
EIS测试表明所述电解质的室温（25℃）离子电导率为0.4×10-3S cm-1，电子电导率为6.4×10-9S cm-1。
实施例22
称取0.52g双三氟甲基磺酰亚胺锂与0.90g的N-甲基，丁基吡咯烷双三氟甲磺酰亚胺盐混合，搅拌直到双三氟甲基磺酰亚胺锂完全溶解，得到离子液体电解质；量取5.3ml的钛酸四丁酯，在搅拌的同时加入离子液体电解质中，得到乳白色的溶液，为混合物1；然后在剧烈的搅拌下向混合物1中缓慢滴加4.5ml的甲酸，混合物1逐渐从乳白色变成淡黄色透明溶液，得混合物2；将混合物2倒入不锈钢模具中，陈化36h，反应生成凝胶，以上过程均在充满氩气的手套箱中进行，然后将凝胶移入60℃的烘箱中真空干燥48h，得到白色的锂二次电池离子凝胶电解质。
对本实施例制备的锂二次电池离子凝胶电解质进行测试，结果如下：
（1）热重分析（TG）测试：
TG测试表明所述电解质具有良好的热稳定性，在低于300℃时仅有少量质量损失，在300℃以上才开始大量分解；通过热重数据计算得到离子凝胶电解质中离子液体电解质的质量含量为43.3%；
（2）扫描电子显微镜（SEM）测试：
SEM测试可知所述电解质具有丰富的纳米多孔网络结构，离子液体电解质被原位限制其中；
（3）X射线衍射（XRD）测试：
XRD测试显示在低角度2θ=27.2°有一个较大的馒头状特征峰，表明所述电解质中TiO2纳米孔道具有无定型的结构本质；
（4）电化学交流阻抗（EIS）测试：
EIS测试表明所述电解质的室温（25℃）离子电导率为0.3×10-3S cm-1，电子电导率为6.4×10-9S cm-1。
实施例23
称取0.05双三氟甲基磺酰亚胺锂与1.80g的N-甲基，丁基吡咯烷双三氟甲磺酰亚胺盐混合，搅拌直到双三氟甲基磺酰亚胺锂完全溶解，得到离子液体电解质；量取3.3ml的钛酸四乙酯，在搅拌的同时加入离子液体电解质中，得到乳白色的溶液，为混合物1；然后在剧烈的搅拌下向混合物1中缓慢滴加2.3ml的甲酸，混合物1逐渐从乳白色变成淡黄色透明溶液，得混合物2；将混合物2倒入不锈钢模具中，陈化36h，反应生成凝胶，以上过程均在充满氩气的手套箱中进行，然后将凝胶移入60℃的烘箱中真空干燥48h，得到白色的锂二次电池离子凝胶电解质。
对本实施例制备的锂二次电池离子凝胶电解质进行测试，结果如下：
（1）热重分析（TG）测试：
TG测试表明所述电解质具有良好的热稳定性，在低于300℃时仅有少量质量损失，在300℃以上才开始大量分解；通过热重数据计算得到离子凝胶电解质中离子液体电解质的质量含量为48.3%；
（2）扫描电子显微镜（SEM）测试：
SEM测试可知所述电解质具有丰富的纳米多孔网络结构，离子液体电解质被原位限制其中；
（3）X射线衍射（XRD）测试：
XRD测试显示在低角度2θ=27.2°有一个较大的馒头状特征峰，表明所述电解质中TiO2纳米孔道具有无定型的结构本质；
（4）电化学交流阻抗（EIS）测试：
EIS测试表明所述电解质的室温（25℃）离子电导率为0.3×10-3S cm-1，电子电导率为6.4×10-9S cm-1。
实施例24
称取1.61g双三氟甲基磺酰亚胺锂与5.62g的N-甲基，丁基吡咯烷双三氟甲磺酰亚胺盐混合，搅拌直到双三氟甲基磺酰亚胺锂完全溶解，得到离子液体电解质；量取5.3ml的钛酸四丁酯，在搅拌的同时加入离子液体电解质中，得到乳白色的溶液，为混合物1；然后在剧烈的搅拌下向混合物1中缓慢滴加4.4ml的甲酸，混合物1逐渐从乳白色变成淡黄色透明溶液，得混合物2；将混合物2倒入不锈钢模具中，陈化36h，反应生成凝胶，以上过程均在充满氮气的手套箱中进行，然后将凝胶移入60℃的烘箱中真空干燥48h，得到白色的锂二次电池离子凝胶电解质。
对本实施例制备的锂二次电池离子凝胶电解质进行测试，结果如下：
（1）热重分析（TG）测试：
TG测试表明所述电解质具有良好的热稳定性，在低于300℃时仅有少量质量损失，在300℃以上才开始大量分解；通过热重数据计算得到离子凝胶电解质中离子液体电解质的质量含量为79.9%；
（2）扫描电子显微镜（SEM）测试：
SEM测试可知所述电解质具有丰富的纳米多孔网络结构，离子液体电解质被原位限制其中；
（3）X射线衍射（XRD）测试：
XRD测试显示在低角度2θ=27.2°有一个较大的馒头状特征峰，表明所述电解质中TiO2纳米孔道具有无定型的结构本质；
（4）电化学交流阻抗（EIS）测试：
EIS测试表明所述电解质的室温（25℃）离子电导率为1.5×10-3S cm-1，电子电导率为6.4×10-9S cm-1。
实施例25
称取2.17g双三氟甲基磺酰亚胺锂与6.29g的N-甲基，丁基吡咯烷双三氟甲磺酰亚胺盐混合，搅拌直到双三氟甲基磺酰亚胺锂完全溶解，得到离子液体电解质；量取3.3ml的钛酸四乙酯，在搅拌的同时加入离子液体电解质中，得到乳白色的溶液，为混合物1；然后在剧烈的搅拌下向混合物1中缓慢滴加3.4ml的甲酸，混合物1逐渐从乳白色变成淡黄色透明溶液，得混合物2；将混合物2倒入不锈钢模具中，陈化36h，反应生成凝胶，以上过程均在充满氮气的手套箱中进行，然后将凝胶移入60℃的烘箱中真空干燥48h，得到白色的锂二次电池离子凝胶电解质。
对本实施例制备的锂二次电池离子凝胶电解质进行测试，结果如下：
（1）热重分析（TG）测试：
TG测试表明所述电解质具有良好的热稳定性，在低于300℃时仅有少量质量损失，在300℃以上才开始大量分解；通过热重数据计算得到离子凝胶电解质中离子液体电解质的质量含量为82.4%；
（2）扫描电子显微镜（SEM）测试：
SEM测试可知所述电解质具有丰富的纳米多孔网络结构，离子液体电解质被原位限制其中；
（3）X射线衍射（XRD）测试：
XRD测试显示在低角度2θ=27.2°有一个较大的馒头状特征峰，表明所述电解质中TiO2纳米孔道具有无定型的结构本质；
（4）电化学交流阻抗（EIS）测试：
EIS测试表明所述电解质的室温（25℃）离子电导率为1.6×10-3S cm-1，电子电导率为6.4×10-9S cm-1。

Claims (9)

1.一种锂二次电池离子凝胶电解质，其特征在于：所述电解质由TiO2多孔网络原位固定离子液体电解质构成，离子液体电解质由室温下为液态的离子液体和双三氟甲基磺酰亚胺锂组成；离子液体与TiO2的摩尔质量比为1:10～15:10；离子液体电解质中锂盐的含量为0.1～2.0mol/L。
2.根据权利要求1所述的一种锂二次电池离子凝胶电解质，其特征在于：TiO2多孔网络的孔径为纳米级。
3.根据权利要求1所述的一种锂二次电池离子凝胶电解质，其特征在于：TiO2为无定形结构。
4.根据权利要求1所述的一种锂二次电池离子凝胶电解质，其特征在于：离子液体为：1-乙基-3-甲基咪唑双三氟甲磺酰亚胺盐、1-丙基-3-甲基咪唑双三氟甲磺酰亚胺盐、1-丁基-3-甲基咪唑双三氟甲磺酰亚胺盐、N-甲基，丙基哌啶双三氟甲磺酰亚胺盐、N-甲基，丁基哌啶双三氟甲磺酰亚胺盐、N-甲基，丙基吡咯烷双三氟甲磺酰亚胺盐或N-甲基，丁基吡咯烷双三氟甲磺酰亚胺盐中的一种以上。
5.一种如权利要求1所述的锂二次电池离子凝胶电解质的制备方法，其特征在于：所述方法步骤如下：
将双三氟甲基磺酰亚胺锂溶解于离子液体中形成离子液体电解质，然后向离子液体电解质中加入钛酸酯，搅拌均匀得到混合物1，随后将甲酸在搅拌下滴加到混合物1中，得混合物2，室温静置，反应生成凝胶，以上过程均在惰性气体或氮气保护下进行；然后将凝胶干燥，得到所述锂二次电池离子凝胶电解质；钛酸酯与甲酸的摩尔质量比为1:4～1:8。
6.根据权利要求5所述的一种锂二次电池离子凝胶电解质的制备方法，其特征在于：钛酸酯与甲酸的摩尔质量比为1:7.8。
7.根据权利要求5或6所述的一种锂二次电池离子凝胶电解质的制备方法，其特征在于：钛酸酯为钛酸四乙酯或钛酸四丁酯中的一种或两种。
8.根据权利要求5所述的一种锂二次电池离子凝胶电解质的制备方法，其特征在于：将凝胶放置在60℃的真空干燥烘箱内干燥48h。
9.一种锂二次电池，其特征在于：所述电池使用的电解质为如权利要求1所述的一种锂二次电池离子凝胶电解质。
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Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102014207233A1 (de) * 2014-04-15 2015-10-15 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Lithium-Zelle, Batterie mit der Lithium-Zelle, sowie Kraftfahrzeug, mobiles Gerät oder stationäres Speicherelement umfassend die Batterie
CN107507999B (zh) 2016-06-14 2019-11-08 财团法人工业技术研究院 电解质组合物及包含其的金属离子电池
CN106058312B (zh) * 2016-07-18 2019-10-08 北京理工大学 一种固态化离子液体电解质、其制备方法及应用
KR20190042706A (ko) * 2016-10-20 2019-04-24 가부시끼가이샤 히다치 세이사꾸쇼 리튬 이차전지
CN106699666B (zh) * 2016-12-23 2020-01-03 北京理工大学 一种离子液体及其制备方法和应用
CN107425219B (zh) * 2017-07-21 2020-08-07 张娟 一种固态化锂二次电池用纳米复合凝胶电解质的制备方法
CN108550904B (zh) * 2018-04-19 2021-01-29 北京理工大学 一种纳米多孔阵列状固态化电解质、制备方法及锂电池
CN108987811B (zh) * 2018-07-19 2020-07-10 辽宁九夷锂能股份有限公司 一种全离子液体电解液及含有该电解液的锂电池
CN111261932B (zh) * 2018-12-03 2021-08-24 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所 离子型塑晶-聚合物-无机复合电解质膜、其制法及应用
CN109638356A (zh) * 2018-12-10 2019-04-16 北京理工大学 一种用于锂负极保护的准固态电解质及其制备方法
CN111900381B (zh) * 2019-05-05 2021-11-02 香港城市大学深圳研究院 对铁氰化铁进行活化的方法以及由此制备的锌离子电池
CN113773529B (zh) * 2021-04-12 2023-10-24 哈尔滨工业大学（深圳） 一种光固化温致相变离子凝胶电解质的制备方法及应用

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101745130A (zh) * 2008-12-22 2010-06-23 刘亚兰 一种新型控制室内空气污染的材料的制备方法
CN102244292A (zh) * 2011-06-09 2011-11-16 华南师范大学 锂离子电池离子液体基凝胶聚合物电解质及制备与应用
CN103073056A (zh) * 2013-01-17 2013-05-01 河南科技大学 分级结构多孔阵列二氧化钛的制备方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101745130A (zh) * 2008-12-22 2010-06-23 刘亚兰 一种新型控制室内空气污染的材料的制备方法
CN102244292A (zh) * 2011-06-09 2011-11-16 华南师范大学 锂离子电池离子液体基凝胶聚合物电解质及制备与应用
CN103073056A (zh) * 2013-01-17 2013-05-01 河南科技大学 分级结构多孔阵列二氧化钛的制备方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Novel solid-state Li/LiFePO4 battery configuration with a ternary nanocomposite electrolyte for practical applications;Feng Wu, et al;《Advanced Materials》;20111014;第23卷(第43期);第5081页左栏第1段至第5085页右栏最后第1段 *

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