CN109449491A - 一种凝胶聚合物电解质材料的制备方法及应用 - Google Patents

一种凝胶聚合物电解质材料的制备方法及应用 Download PDF

Info

Publication number
CN109449491A
CN109449491A CN201811216717.4A CN201811216717A CN109449491A CN 109449491 A CN109449491 A CN 109449491A CN 201811216717 A CN201811216717 A CN 201811216717A CN 109449491 A CN109449491 A CN 109449491A
Authority
CN
China
Prior art keywords
lithium
preparation
polymer electrolyte
gel polymer
electrolyte material
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.)
Pending
Application number
CN201811216717.4A
Other languages
English (en)
Inventor
牛丽媛
郭永斌
夏妍
王康彦
金源
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.)
Zhejiang Zhongtai Automobile Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Zhejiang Zhongtai Automobile Manufacturing Co Ltd
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 Zhejiang Zhongtai Automobile Manufacturing Co Ltd filed Critical Zhejiang Zhongtai Automobile Manufacturing Co Ltd
Priority to CN201811216717.4A priority Critical patent/CN109449491A/zh
Publication of CN109449491A publication Critical patent/CN109449491A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/058—Construction or manufacture
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G75/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing sulfur with or without nitrogen, oxygen, or carbon in the main chain of the macromolecule
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052—Li-accumulators
    • H01M10/0525—Rocking-chair batteries, i.e. batteries with lithium insertion or intercalation in both electrodes; Lithium-ion batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/056—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes
    • H01M10/0564—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes the electrolyte being constituted of organic materials only
    • H01M10/0565—Polymeric materials, e.g. gel-type or solid-type
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2300/00—Electrolytes
    • H01M2300/0017—Non-aqueous electrolytes
    • H01M2300/0065—Solid electrolytes
    • H01M2300/0082—Organic polymers
    • 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
    • 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
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Abstract

本发明公开了一种凝胶聚合物电解质材料的制备方法及应用，包括以下步骤：将PEO、PETT、Sulfone和热引发剂按一定比例先后溶解在DMF中，然后加入一定比例的TEGDME和锂盐,磁力搅拌成为均质溶液；将所得的溶液用刮刀刮涂在玻璃板上，50‑70℃下加热1‑2min；将所得湿膜在常温下真空干燥12‑48h,即得到凝胶聚合物电解质材料。将得到的材料直接切片可做锂硫电池的电解质。该方法制备过程简单，产量大，成本低，可以大面积生产，易于实现工业化。本发明制备出的凝胶聚合物电解质材料在锂电池中具有良好的循环性能，应用于锂硫全电池中可以抑制穿梭效应，提高电池容量。

Description

一种凝胶聚合物电解质材料的制备方法及应用
技术领域
本发明属于锂离子电池电解质材料制备技术领域，具体涉及一种凝胶聚合物电解质材料的制备方法及应用。
背景技术
目前，随着科技的发展，环境污染问题与资源短缺问题愈发严峻，人们不得不寻找可再生的清洁能源如太阳能，风能等。可再生能源开采的间断性要求良好性能的储能系统配套。如今，锂二次电池由于相对容量，能量密度高，电压高等优点，在储能领域占据重要地位。锂离子电池由于体积小，质量轻等优点广泛应用于小型电子设备，然而，其能量密度达到了难以突破的瓶颈，无法满足电动交通工具的要求。而锂硫电池不仅有高的理论比容量(1672mAh g-1)和能量密度(2600Wh kg-1)，而且其正极活性物质硫是一种环境友好，易得的非金属材料，因而有望成为未来储能系统理想的选择。
但目前锂硫电池存在着硫正极电导率低、多硫化物“穿梭效应”、锂离子枝晶生长以及在充放电过程中由于体积变化造成的结构改变等问题，使锂硫电池商业化生产进程较缓慢。另外，传统的锂二次电池大多采用液态电解液，存在着泄漏，燃烧，爆炸等危险。为了解决这些问题，越来越多的研究聚焦在安全性更高的固态电池及固态电解质材料的制备上。
其中，聚合物电解质由于电化学性质稳定，电极界面相容性好，制备方法简单，能够大规模生产等优点，有望成为未来商业化的固态电解质。聚合物电解质对锂离子的传输是通过内部非结晶区的链段的运动来完成的，对于室温下结晶度高的聚合物，离子电导率偏低。因此，降低聚合物的结晶度和改变锂离子在聚合物本体中的传输方式成了研究重点。
另外，在聚合物中加入增塑剂可以形成高离子电导率的凝胶聚合物电解质。研究表明，以季戊四醇四-3-巯基丙酸酯(PETT)和二乙二醇二乙烯基醚、己二酸二乙烯基酯等单体聚合而成的三维网络聚合物对多硫化物的阻挡有显著的效果，但是上述聚合物室温电导率低，机械性能差，无法满足固态锂硫电池的需要。
发明内容
本发明的目的在于提供一种凝胶聚合物电解质材料的制备方法及应用，采用巯基-烯热聚合的方法制备凝胶聚合物电解质材料，其同时具备高离子电导率和高机械性能，作为锂硫电池电解质时，具有良好的电化学性质和循环性能，并有效阻止了多硫化物的穿梭。
本发明采取的技术方案为：
一种凝胶聚合物电解质材料的制备方法，利用巯基-烯热聚合反应制备，包括以下步骤：
(1)将聚氧化乙烯(PEO)、四醇四-3-巯基丙酸酯(PETT)、1，6-双(乙烯砜基)己烷与热引发剂溶解在DMF中，然后加入三乙二醇二甲醚(TEGDME)和锂盐作为增塑剂，搅拌使之成为均质的混合溶液；
(2)将步骤(1)得到的混合溶液涂覆在玻璃板上，加热聚合，得到白色半透明电解液湿膜；
(3)将湿膜在常温下真空干燥12-48h，即得到凝胶聚合物电解质材料。
步骤(1)中，PETT与1，6-双(乙烯砜基)己烷的物质的量之比为1：1～4。
步骤(1)中，PEO与PETT、1，6-双(乙烯砜基)己烷这两种物质的质量之和的质量比为1：4～4：1。
步骤(1)中，PEO与DMF的质量比为1：5～10；这个浓度下PEO的DMF溶液黏稠度适中，既不会太稀导致后续刮涂的湿膜不成型，也不会太稠导致其他组分在PEO中分布不均。
步骤(1)中，所述热引发剂为偶氮二异丁腈、过氧化苯甲酰中的至少一种；所述热引发剂占PETT与1，6-双(乙烯砜基)己烷总质量的0.5～2.0％。
步骤(1)中，PEO、PETT、1，6-双(乙烯砜基)己烷三种物质质量之和与TEGDME、锂盐这两种物质的质量之和的质量比为1:2～2:1；这样可以保证电解质中凝胶结构和网络状聚合物结构有合适的比例。
步骤(1)中，所述锂盐为双三氟甲基磺酰亚胺锂、六氟磷酸锂、四氟硼酸锂中的至少一种。
步骤(2)中，所述加热聚合的温度和时间分别为50～70℃、1～2min，加热时间如果过短，聚合反应发生的不彻底，而如果加热时间过长，会使电解质膜发生老化；所述涂覆的方式为使用刮刀刮涂。
所述凝胶聚合物电解质材料的厚度为80-100μm；所述骤(3)得到的凝胶聚合物电解质材料切片成直径为19mm的圆片可直接用作锂离子电池的电解质。
本发明还提供了根据所述的制备方法制备得到的凝胶聚合物电解质材料在锂离子电池中的应用。
本发明提供的凝胶聚合物电解质材料的制备方法中，PEO具有高的粘弹性、成膜性好及吸液率高常被用作凝胶聚合物电解质的本体材料，但是，PEO基凝胶电解质机械性能差，容易被锂枝晶穿破造成电池短路。而PETT单体聚合而成的三维网络聚合物不仅机械性能好，而且对多硫化物的阻挡有显著的效果。将PEO与之混聚可有选择性地获得兼具高离子电导率和机械性能的电解质。得到的凝胶聚合物电解质材料，在金属锂对称电池体系中具有良好的循环稳定性，与硫正极材料组装成聚合物锂硫电池可以提高电池容量，抑制穿梭效应。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
(1)通过控制电解质溶液的浓度及使用刮刀刮涂电解质湿膜，得到的电解质材料的厚度可控；
(2)通过控制各原料的比例，可有效控制聚合物网络结构与凝胶结构之间的比例；
(3)该制备过程操作简单，重复性好，可大规模生产；
(4)所制备的电解质材料中的PETT-Sulfone三维网络结构可有效阻止多硫化物的穿梭，提高库伦效率。
附图说明
图1为根据实施例1所制备的凝胶聚合物电解质材料的照片；
图2为根据实施例1所制备的凝胶聚合物电解质材料以及锂硫电池用液态电解液制备成的锂硫全电池的恒电流充放电循环曲线。
具体实施方式
下面结合实施例及说明书附图对本发明进行详细说明。
实施例1
一种凝胶聚合物电解质材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将PEO、PETT、1，6-双(乙烯砜基)己烷(Sulfone)和偶氮二异丁腈按一定比例先后溶解在DMF中，然后加入一定比例的TEGDME和六氟磷酸锂，磁力搅拌成为均质溶液。所述PETT和Sulfone的摩尔比为1/2，PEO与PETT、1，6-双(乙烯砜基)己烷这两种物质的质量之和的质量比为1/1，所述PEO与DMF的质量比为1/5，热引发剂偶氮二异丁腈占PETT与Sulfone总质量的1wt％；PEO、PETT、1，6-双(乙烯砜基)己烷三种物质质量之和与TEGDME、六氟磷酸锂这两种物质的质量之和的质量比为1:2；
(2)所得的溶液用刮刀刮涂在玻璃板上，60℃下发生thiol-ene聚合，加热时间为1min，得到白色半透明电解液湿膜；
(3)湿膜在常温下真空干燥48h，即得到凝胶聚合物电解质材料，其为半透明状，且柔韧性良好可任意弯曲，如图1中的图片所示，其厚度为90μm。
将凝胶聚合物电解质材料冲压为直径为19mm的圆片作为做锂硫电池的电解质并制备固体锂硫电池，该锂硫电池以S作为正极材料，以锂片为负极。用作对比电池的液态锂硫电池以S作为正极材料，以锂片为负极，以Celgard 2300聚丙烯为隔膜，以1M的LITFSI为锂盐，体积为1:1的DOL和DME为溶剂，并加入1wt％LiNO3为电解液，电池的装配过程在充满Ar气并且水氧含量低于0.1ppm的手套箱中完成。
对两种电池进行恒流充放电循环测试，结果如图2所示。可以看出，液态锂硫电池和固态锂硫电池的初始容量为1399和1233mAh/g左右，循环100次后，固态锂硫电池的容量保持在921mAh/g，容量保持率74％，而液态锂硫电池的容量保持率仅为66％。
实施例2
一种凝胶聚合物电解质材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将PEO、PETT、Sulfone和偶氮二异丁腈按一定比例先后溶解在DMF中，然后加入一定比例的TEGDME和四氟硼酸锂，磁力搅拌成为均质溶液。所述PETT和Sulfone的摩尔比为1/2，PEO与PETT、1，6-双(乙烯砜基)己烷这两种物质的质量之和的质量比为1/2，所述PEO与DMF的质量比为1/5，热引发剂偶氮二异丁腈占PETT与Sulfone总质量的1wt％；PEO、PETT、1，6-双(乙烯砜基)己烷三种物质质量之和与TEGDME、四氟硼酸锂这两种物质的质量之和的质量比为1:1；
(2)所得的溶液用刮刀刮涂在玻璃板上，60℃下发生thiol-ene聚合，加热时间为1min，得到白色半透明电解液湿膜；
(3)湿膜在常温下真空干燥48h，即得到凝胶聚合物电解质材料，其为半透明状，且柔韧性良好，其厚度为90μm。
将凝胶聚合物电解质材料冲压为直径为19mm的圆片作为做锂硫电池的电解质并制备固体锂硫电池，该锂硫电池以S作为正极材料，以锂片为负极。
以该凝胶聚合物电解质材料为电解质，锂片作为正极和负极组装的对称电池在0.25mA cm-2的电流密度下恒流充电3h，放电3h，循环100次后电压-时间曲线仍然保持稳定。组装锂硫全电池，放置24h后进行恒电流充放电测试，充放电电压为1.7-2.8V。电池在电流密度为0.1C时首次放电容量为1150mAh/g左右，在100次循环后的放电容量为820mAh/g，性能良好。
实施例3
一种凝胶聚合物电解质材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将PEO、PETT、Sulfone和偶氮二异丁腈按一定比例先后溶解在DMF中，然后加入一定比例的TEGDME和双三氟甲基磺酰亚胺锂，磁力搅拌成为均质溶液。所述PETT和Sulfone的摩尔比为1/2，PEO与PETT、1，6-双(乙烯砜基)己烷这两种物质的质量之和的质量比为2/1，所述PEO与DMF的质量比为1/5，热引发剂偶氮二异丁腈占PETT与Sulfone总质量的1wt％；PEO、PETT、1，6-双(乙烯砜基)己烷三种物质质量之和与TEGDME、双三氟甲基磺酰亚胺锂这两种物质的质量之和的质量比为2:1；
(2)所得的溶液用刮刀刮涂在玻璃板上，60℃下发生thiol-ene聚合，加热时间为1min，得到白色半透明电解液湿膜；
(3)湿膜在常温下真空干燥48h，即得到凝胶聚合物电解质材料，其为半透明状，且柔韧性良好，其厚度为90μm。
将凝胶聚合物电解质材料冲压为直径为19mm的圆片作为做锂硫电池的电解质并制备固体锂硫电池，该锂硫电池以S作为正极材料，以锂片为负极。
以该凝胶聚合物电解质材料为电解质，锂片作为正极和负极组装的对称电池在0.25mA cm-2的电流密度下恒流充电3h，放电3h，循环100次后电压-时间曲线仍然保持稳定。组装锂硫全电池，放置24h后进行恒电流充放电测试，充放电电压为1.7-2.8V。电池在电流密度为0.1C时首次放电容量为1180mAh/g左右，在100次循环后的放电容量为826mAh/g，性能良好。
实施例4
一种凝胶聚合物电解质材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将PEO、PETT、Sulfone和偶氮二异丁腈按一定比例先后溶解在DMF中，然后加入一定比例的TEGDME和双三氟甲基磺酰亚胺锂，磁力搅拌成为均质溶液。所述PETT和Sulfone的摩尔比为1/3，PEO与PETT、1，6-双(乙烯砜基)己烷这两种物质的质量之和的质量比为1/1，所述PEO与DMF的质量比为1/5，热引发剂偶氮二异丁腈占PETT与Sulfone总质量的1wt％；PEO、PETT、1，6-双(乙烯砜基)己烷三种物质质量之和与TEGDME、双三氟甲基磺酰亚胺锂这两种物质的质量之和的质量比为1:1；
(2)所得的溶液用刮刀刮涂在玻璃板上，60℃下发生thiol-ene聚合，加热时间为2min，得到白色半透明电解液湿膜；
(3)湿膜在常温下真空干燥48h，即得到凝胶聚合物电解质材料，其为半透明状，且柔韧性良好，其厚度为90μm。
将凝胶聚合物电解质材料冲压为直径为19mm的圆片作为做锂硫电池的电解质并制备固体锂硫电池，该锂硫电池以S作为正极材料，以锂片为负极。
以该凝胶聚合物电解质材料为电解质，锂片作为正极和负极组装的对称电池在0.25mA cm-2的电流密度下恒流充电3h，放电3h，循环100次后电压-时间曲线仍然保持稳定。组装锂硫全电池，放置24h后进行恒电流充放电测试，充放电电压为1.7-2.8V。电池在电流密度为0.1C时首次放电容量为1070mAh/g左右，在100次循环后的放电容量为770mAh/g，性能良好。
实施例5
一种凝胶聚合物电解质材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将PEO、PETT、Sulfone和偶氮二异丁腈按一定比例先后溶解在DMF中，然后加入一定比例的TEGDME和六氟磷酸锂，磁力搅拌成为均质溶液。所述PETT和Sulfone的摩尔比为1/3，PEO与PETT、1，6-双(乙烯砜基)己烷这两种物质的质量之和的质量比为1/2，所述PEO与DMF的质量比为1/5，热引发剂偶氮二异丁腈占PETT与Sulfone总质量的1wt％；PEO、PETT、1，6-双(乙烯砜基)己烷三种物质质量之和与TEGDME、六氟磷酸锂这两种物质的质量之和的质量比为1:1；
(2)所得的溶液用刮刀刮涂在玻璃板上，60℃下发生thiol-ene聚合，加热时间为2min，得到白色半透明电解液湿膜；
(3)湿膜在常温下真空干燥48h，即得到凝胶聚合物电解质材料，其为半透明状，且柔韧性良好，其厚度为90μm。
将凝胶聚合物电解质材料冲压为直径为19mm的圆片作为做锂硫电池的电解质并制备固体锂硫电池，该锂硫电池以S作为正极材料，以锂片为负极。
以该凝胶聚合物电解质材料为电解质，锂片作为正极和负极组装的对称电池在0.25mA cm-2的电流密度下恒流充电3h，放电3h，循环100次后电压-时间曲线仍然保持稳定。组装锂硫全电池，放置24h后进行恒电流充放电测试，充放电电压为1.7-2.8V。电池在电流密度为0.1C时首次放电容量为1120mAh/g左右，在100次循环后的放电容量为851mAh/g，性能良好。
实施例6
一种凝胶聚合物电解质材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将PEO、PETT、Sulfone和过氧化苯甲酰按一定比例先后溶解在DMF中，然后加入一定比例的TEGDME和六氟磷酸锂，磁力搅拌成为均质溶液。所述PETT和Sulfone的摩尔比为1/3，PEO与PETT、1，6-双(乙烯砜基)己烷这两种物质的质量之和的质量比为2/1，所述PEO与DMF的质量比为1/5，热引发剂过氧化苯甲酰占PETT与Sulfone总质量的1wt％；PEO、PETT、1，6-双(乙烯砜基)己烷三种物质质量之和与TEGDME、六氟磷酸锂这两种物质的质量之和的质量比为1:1；
(2)所得的溶液用刮刀刮涂在玻璃板上，60℃下发生thiol-ene聚合，加热时间为2min，得到白色半透明电解液湿膜；
(3)湿膜在常温下真空干燥48h，即得到凝胶聚合物电解质材料，其为半透明状，且柔韧性良好，其厚度为90μm。
将凝胶聚合物电解质材料冲压为直径为19mm的圆片作为做锂硫电池的电解质并制备固体锂硫电池，该锂硫电池以S作为正极材料，以锂片为负极。
以该凝胶聚合物电解质材料为电解质，锂片作为正极和负极组装的对称电池在0.25mA cm-2的电流密度下恒流充电3h，放电3h，循环100次后电压-时间曲线仍然保持稳定。组装锂硫全电池，放置24h后进行恒电流充放电测试，充放电电压为1.7-2.8V。电池在电流密度为0.1C时首次放电容量为1050mAh/g左右，在100次循环后的放电容量为788mAh/g，性能良好。
上述参照实施例对一种凝胶聚合物电解质材料的制备方法及应用进行的详细描述，是说明性的而不是限定性的，可按照所限定范围列举出若干个实施例，因此在不脱离本发明总体构思下的变化和修改，应属本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种凝胶聚合物电解质材料的制备方法，其特征在于：利用巯基-烯热聚合反应制备，包括以下步骤：
(1)将聚氧化乙烯(PEO)、四醇四-3-巯基丙酸酯(PETT)、1,6-双(乙烯砜基)己烷与热引发剂溶解在DMF中，然后加入三乙二醇二甲醚(TEGDME)和锂盐，搅拌使之成为均质的混合溶液；
(2)将步骤(1)得到的混合溶液涂覆在玻璃板上，加热聚合，得到白色半透明电解液湿膜；
(3)将湿膜在常温下真空干燥12-48h,即得到凝胶聚合物电解质材料。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，PETT与1,6-双(乙烯砜基)己烷的物质的量之比为1：1～4。
3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，PEO与PETT、1，6-双(乙烯砜基)己烷这两种物质的质量之和的质量比为1：4～4：1。
4.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，PEO与DMF的质量比为1：5～10。
5.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述热引发剂为偶氮二异丁腈、过氧化苯甲酰中的至少一种；所述热引发剂占PETT与1,6-双(乙烯砜基)己烷总质量的0.5～2.0％。
6.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，PEO、PETT、1,6-双(乙烯砜基)己烷三种物质质量之和与TEGDME、锂盐这两种物质的质量之和的质量比为1:2～2:1。
7.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述锂盐为双三氟甲基磺酰亚胺锂、六氟磷酸锂、四氟硼酸锂中的至少一种。
8.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述加热聚合的温度和时间分别为50～70℃、1～2min；所述涂覆的方式为使用刮刀刮涂。
9.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述凝胶聚合物电解质材料的厚度为80-100μm；所述骤(3)得到的凝胶聚合物电解质材料切片成直径为19mm的圆片可直接用作锂离子电池的电解质。
10.根据权利要求1-9任意一项所述的制备方法制备得到的凝胶聚合物电解质材料在锂离子电池中的应用。
CN201811216717.4A 2018-10-18 2018-10-18 一种凝胶聚合物电解质材料的制备方法及应用 Pending CN109449491A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811216717.4A CN109449491A (zh) 2018-10-18 2018-10-18 一种凝胶聚合物电解质材料的制备方法及应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811216717.4A CN109449491A (zh) 2018-10-18 2018-10-18 一种凝胶聚合物电解质材料的制备方法及应用

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN109449491A true CN109449491A (zh) 2019-03-08

Family

ID=65546878

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201811216717.4A Pending CN109449491A (zh) 2018-10-18 2018-10-18 一种凝胶聚合物电解质材料的制备方法及应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109449491A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113097564A (zh) * 2021-03-29 2021-07-09 中山大学 一种基于多孔聚酰亚胺的超薄聚合物电解质膜及其制备方法

Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1051569A (zh) * 1989-11-07 1991-05-22 广州市华远电热电器厂 高分子复合固态电解质及制法
KR101162947B1 (ko) * 2006-12-29 2012-07-05 인더스트리얼 테크놀로지 리서치 인스티튜트 겔 고분자 전해질 전구체 및 이것을 포함하는 재충전가능한전지
CN102610857A (zh) * 2012-03-01 2012-07-25 合肥国轩高科动力能源有限公司 一种聚氧化乙烯基凝胶聚合物电解质膜的制备方法
CN104681862A (zh) * 2013-11-29 2015-06-03 三星电子株式会社 聚合物、聚合物电解质、负极保护层和锂电池
WO2015120465A1 (en) * 2014-02-10 2015-08-13 Case Western Reserve University Polymer nanofiber scaffolds and uses thereof
CN105932328A (zh) * 2016-04-27 2016-09-07 华中科技大学 一种聚氧化乙烯基电解质及其制备方法与应用
CN106099181A (zh) * 2015-04-28 2016-11-09 上海交通大学 离子液体聚合物、电解质和锂电池
CN106876784A (zh) * 2017-01-04 2017-06-20 沈阳工业大学 一种peo基固态聚合物电解质膜及其制备方法
US20170256818A1 (en) * 2016-03-05 2017-09-07 Seeo, Inc. Crosslinked-interpenetrating networked block copolymer electrolytes for lithium batteries
US20180175456A1 (en) * 2015-08-04 2018-06-21 The Regents Of The University Of California Novel high voltage 10, 11, and 12-vertex carborane and borane electrolytes, their use in rechargable batteries, and processes for their preparation
CN108365263A (zh) * 2018-02-26 2018-08-03 天津东皋膜技术有限公司 微凝胶固态电解质膜、制备方法及锂电池
CN108598569A (zh) * 2018-05-10 2018-09-28 浙江大学山东工业技术研究院 一种三维网络凝胶聚合物电解质材料及其制备方法和应用

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1051569A (zh) * 1989-11-07 1991-05-22 广州市华远电热电器厂 高分子复合固态电解质及制法
KR101162947B1 (ko) * 2006-12-29 2012-07-05 인더스트리얼 테크놀로지 리서치 인스티튜트 겔 고분자 전해질 전구체 및 이것을 포함하는 재충전가능한전지
CN102610857A (zh) * 2012-03-01 2012-07-25 合肥国轩高科动力能源有限公司 一种聚氧化乙烯基凝胶聚合物电解质膜的制备方法
CN104681862A (zh) * 2013-11-29 2015-06-03 三星电子株式会社 聚合物、聚合物电解质、负极保护层和锂电池
WO2015120465A1 (en) * 2014-02-10 2015-08-13 Case Western Reserve University Polymer nanofiber scaffolds and uses thereof
CN106099181A (zh) * 2015-04-28 2016-11-09 上海交通大学 离子液体聚合物、电解质和锂电池
US20180175456A1 (en) * 2015-08-04 2018-06-21 The Regents Of The University Of California Novel high voltage 10, 11, and 12-vertex carborane and borane electrolytes, their use in rechargable batteries, and processes for their preparation
US20170256818A1 (en) * 2016-03-05 2017-09-07 Seeo, Inc. Crosslinked-interpenetrating networked block copolymer electrolytes for lithium batteries
CN105932328A (zh) * 2016-04-27 2016-09-07 华中科技大学 一种聚氧化乙烯基电解质及其制备方法与应用
CN106876784A (zh) * 2017-01-04 2017-06-20 沈阳工业大学 一种peo基固态聚合物电解质膜及其制备方法
CN108365263A (zh) * 2018-02-26 2018-08-03 天津东皋膜技术有限公司 微凝胶固态电解质膜、制备方法及锂电池
CN108598569A (zh) * 2018-05-10 2018-09-28 浙江大学山东工业技术研究院 一种三维网络凝胶聚合物电解质材料及其制备方法和应用

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
徐源鸿: "《巯基-烯点击化学》", 《化学进展》 *
熊兴泉等: "《基于巯基点击反应与RAFT聚合的功能性聚合物合成》", 《化学进展》 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113097564A (zh) * 2021-03-29 2021-07-09 中山大学 一种基于多孔聚酰亚胺的超薄聚合物电解质膜及其制备方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105591154B (zh) 聚碳酸酯类全固态聚合物电解质及其构成的全固态二次锂电池及其制备和应用
US9318771B2 (en) Electrolyte for electrochemical device, method for preparing the electrolyte and electrochemical device including the electrolyte
CN110400932B (zh) 一种电化学电芯及其制备方法
WO2016127786A1 (zh) 一种全固态聚合物电解质及其制备和应用
CN107591536B (zh) 凝胶复合正极片及其制备方法和制备全固态锂电池的方法
CN110061288B (zh) 一种聚醚硫醚基聚合物电解质及其制备方法
JP2019204765A (ja) 全固体リチウムイオン電池の作り方
KR102395655B1 (ko) 복합 전해질막 및 상기 복합 전해질막을 포함하는 전고체 전지
KR101499586B1 (ko) 상온형 Na/S 전지
CN110048158A (zh) 一种原位聚合双层聚合物电解质膜及其制备方法和应用
CN111934020B (zh) 一种耐高压全固态锂电池界面层及其原位制备方法和应用
WO2021189161A1 (en) All solid-state electrolyte composite based on functionalized metal-organic framework materials for li thoum secondary battery and method for manufacturing the same
CN109244537A (zh) 复合固态电解质、其制备方法及其应用
CN107994257A (zh) 一种高性能固态电解质及其制备方法
CN110224173B (zh) 一种可自愈合的锂电池用固态聚合物电解质及其制备方法
CN115149206A (zh) 氟修饰准固态混合基质锂电池隔膜及锂电池制备方法
KR20180031355A (ko) 겔 폴리머 전해질 및 이를 포함하는 리튬 이차 전지
CN111082131B (zh) 高导电率复合固态电解质、其制备方法及原位固态锂电池
CN109449491A (zh) 一种凝胶聚合物电解质材料的制备方法及应用
CN110729514A (zh) 生物聚合物壳聚糖基复合聚合物固态电解质及其制备方法
US20240047728A1 (en) Electrode-less, membrane-less high voltage batteries
CN114350004A (zh) 一种具有半互穿网络结构的聚合物电解质及其制备方法
CN210326018U (zh) 一种锂离子电池及电动汽车
CN110718714B (zh) 一种固态电解质及其制备方法与其制得的微型储能器件
US20240128504A1 (en) Preparation method and application of fast ionic conductor based on in-situ polymerization

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
AD01 Patent right deemed abandoned

Effective date of abandoning: 20210730

AD01 Patent right deemed abandoned