CN108878972B - 一种全生物类固态聚合物电解质膜的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种全生物类固态聚合物电解质膜的制备方法，它涉及一种制备锂离子电池电解质薄膜的方法。本发明的具体实施方法是先将醋酸纤维素、大豆蛋白和溶剂在常温下混合搅拌15h，接着加入锂盐搅拌12h，然后将搅拌均匀的溶液浇铸到玻璃板上，最后放到真空干燥箱中120℃下干燥1h即可得到全生物类固态聚合物电解质膜。该方法制得的全生物类固态聚合物电解质膜不但具有出色的电化学性能，并且生产原料便宜，非常适合工业生产。

Description

一种全生物类固态聚合物电解质膜的制备方法
技术领域
本发明属于一种锂离子电池领域的技术，具体涉及一种全生物类固态聚合物电解质膜的制备方法。
背景技术
锂离子电池以其工作电压高、比能量大、循环寿命长、污染小等优点，成为电动车和混合电动车的主流动力电源之一，但是锂离子电池电解液中的有机溶剂有毒易挥发、燃点低，并参与电池内部的热分解反应，给电池的安全带来隐患，因此开发全固态聚合物电解质不但可以使电池成本降低，还可以保证电池在使用过程中的安全。
现在人们制作锂离子电池电解质的原材料主要是石油化工合成的、不可降解的聚合物，如聚偏氟乙烯、聚丙烯腈、聚环氧乙烷等，这些聚合物不但降解困难而且成本高昂，因此发展环保、成本低的生物类聚合物电解质具有十分重要的意义。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有聚合物电解质材料难降解和成本高的问题，提供一种全生物类固态聚合物电解质膜的制备方法。
本发明的一种全生物类固态聚合物电解质膜的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：先将一定比例的醋酸纤维素和大豆蛋白加入溶剂中，然后在常温下搅拌15h；
步骤二：加入锂盐，然后在常温下搅拌12h；
步骤三：将搅拌均匀的溶液浇铸到玻璃板上，最后放到真空干燥箱中烘干即可得到聚合物电解质膜。
本发明包含以下有益效果：
与现有技术相比，本发明采用了绿色环保的生物材料，生产成本低，非常具有商业价值，此外本发明制备的聚合物电解质薄膜具有良好的电化学性能，非常适用于锂离子电池，并且本发明实验过程简单，非常适合工业化生产。
附图说明
图1是电解质膜的图片。
图2全生物类固态聚合物电解质膜的电导率。
图3是锂片电解质膜/锂片的极化曲线图。
图4是锂片/电解质膜/磷酸亚铁锂的循环伏安曲线图。
具体实施方式
具体实施方式一：本实施方式的一种全生物类固态聚合物电解质膜的制备方法，是按照以下步骤进行的：
步骤一：先将一定比例的醋酸纤维素和大豆蛋白加入溶剂中，然后在常温下搅拌15h；
步骤二：加入锂盐，然后在常温下搅拌12h；
步骤三：将搅拌均匀的溶液浇铸到玻璃板上，最后放到真空干燥箱中烘干即可得到聚合物电解质膜。
具体实施方式二：本实施例与具体实施方式一不同点在于：步骤一所述的一种全生物类固态聚合物电解质膜的制备方法，其特征在于大豆蛋白在全生物类固态聚合物电解质膜中的质量分数为44.44~88.89%。
具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一至二之一不同点在于：步骤二中所述的一种全生物类固态聚合物电解质膜的制备方法，其特征在于所使用的锂盐是双三氟甲磺酰亚胺基锂。其它与具体实施方式一或二相同。
具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同点在于：步骤一中所述的一种全生物类固态聚合物电解质膜的制备方法，其特征在于所使用的溶剂是N,N-二甲基乙酰胺。其它与具体实施方式一至三之一相同。
具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一至四之一不同点在于：步骤三所述的一种全固态环保型生物聚合物电解质膜的制备方法，其特征在于真空干燥箱中的烘干温度为120℃，烘干时间1~1.2小时。其它与具体实施方式一至四之一相同。
本发明内容不仅限于上述各实施方式的内容，其中一个或几个具体实施方式的组合同样也可以实现发明的目的。
通过以下实施例验证本发明的有益效果：
本实施例方式的一种全生物类固态聚合物电解质膜的制备方法，是按照以下步骤进行的：
步骤一：先将一定比例的醋酸纤维素和大豆蛋白加入溶剂N,N-二甲基乙酰胺中，然后在常温下搅拌15h。
步骤二：加入锂盐双三氟甲磺酰亚胺基锂，然后在常温下搅拌12h。
步骤三：将搅拌均匀的溶液浇铸到玻璃板上，最后放到真空干燥箱中，烘干温度为100℃，烘干时间1~1.2小时，烘干即可得到聚合物电解质膜。大豆蛋白在全生物类固态聚合物电解质膜中的质量分数为44.44~88.89%。
本实施例制得的全生物类固态聚合物电解质膜的照片，如图1所示，由图1可以看出电解质膜质地柔韧，机械性能良好。
图2是本实施例的全生物类固态聚合物电解质膜的电导率，从图2可以得到电解质膜的电导率可以达到7.799×10-4S∙cm-1，电导率数据十分出色，并且该电解质膜绿色环保且成本低，非常适合工业生产。
本实施例的锂片/电解质膜/锂片的极化曲线图如图3所示，从图3中可以看出电解质膜的迁移数t=0.42，这说明锂离子迁移性能良好。
本实施例的锂片/电解质膜/磷酸亚铁锂的循环伏安曲线图如图4所示，从图4中可以看出在电池经历一个循环之后，后面4个循环的氧化、还原峰都近似重合，这说明电池的循环稳定性很好，电极和电解质膜有很好的兼容性，并且生成了SEI膜。

Claims (4)

1.一种全生物类固态聚合物电解质膜的制备方法，其特征在于一种全生物类固态聚合物电解质膜的制备方法是按照如下操作步骤进行的：
步骤一：先将醋酸纤维素和大豆蛋白加入溶剂中，然后在常温下搅拌15h；
步骤二：加入锂盐，然后在常温下搅拌12h；
步骤三：将搅拌均匀的溶液浇铸到玻璃板上，最后放到真空干燥箱中烘干即可得到聚合物电解质膜；大豆蛋白在全生物类固态聚合物电解质膜基体中的质量分数为44.44～88.89％。
2.根据权利要求1所述的一种全生物类固态聚合物电解质膜的制备方法，其特征在于所使用的锂盐是双三氟甲磺酰亚胺基锂。
3.根据权利要求1所述的一种全生物类固态聚合物电解质膜的制备方法，其特征在于所使用的溶剂是N,N-二甲基乙酰胺。
4.根据权利要求1所述的一种全生物类固态聚合物电解质膜的制备方法，其特征在于真空干燥箱中的烘干温度为120℃，烘干时间1～1.2小时。
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