CN109473716A - 锂离子电池聚合物电解质膜及其制备方法 - Google Patents

锂离子电池聚合物电解质膜及其制备方法 Download PDF

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田勇
郭震
符冬菊
陈建军
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Abstract

本发明公开了一种锂离子电池聚合物电解质膜及其制备方法。该电解质膜包括聚合物基体、锂盐、增塑剂以及添加剂，该制备方法为溶液浇铸法。与现有技术相比，本发明所制备的锂离子电池聚合物电解质膜具有安全性高以及电化学性能好的特点。

Description

锂离子电池聚合物电解质膜及其制备方法
技术领域
本发明涉及锂离子电池领域，尤其涉及一种锂离子电池聚合物电解质膜及其制备方法。
背景技术
锂离子电池具有循环寿命长、比能量高、稳定性好等显著优点，在便携式电子产品和电动汽车等领域都有良好的应用前景。但是，安全性差以及电化学性能一直是限制锂离子电池进一步发展的一个十分重要的因素。目前液态锂离子电池在安全方面以及电化学性能均不能达到理想的效果。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种锂离子电池聚合物电解质膜及其制备方法。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种锂离子电池聚合物电解质膜，所述锂离子电池聚合物电解质膜为一凝胶型聚合物电解质膜，所述凝胶型聚合物电解质膜包括一聚合物基体、一锂盐以及一增塑剂。所述聚合物基体、所述锂盐与所述增塑剂的质量比为 17～68:3～12:10～40。所述增塑剂为碳酸二乙酯、γ－羟基丁内酯、邻苯二甲酸丁酯、碳酸甲乙酯、碳酸二乙酯、聚乙二醇、聚乙二醇二甲醚、碳酸次乙酯和钛酸二丁酯中的一种或几种。
一种锂离子电池聚合物电解质膜的制备方法，包括以下步骤：
将一锂盐溶解在一溶剂中，然后加入一聚合物基体，反应得到一混合溶液；
将一增塑剂溶解在上述混合溶液中，反应得到一中间溶液；
通过溶液浇铸法加工所述中间溶液，干燥后得到所述聚合物电解质膜。
本发明所具有的优点：
本发明所制备的锂离子电池聚合物电解质膜具有安全性高以及电化学性能好的特点。
具体实施方式
下面结合具体实施方式，对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式并不限于此。
一种锂离子电池聚合物电解质膜，所述锂离子电池聚合物电解质膜为一凝胶型聚合物电解质膜。所述凝胶型聚合物电解质膜包括一聚合物基体、一锂盐以及一增塑剂。所述聚合物基体、所述锂盐与所述增塑剂的质量比为 17～68:3～12:10～40。优选地，所述聚合物基体、所述锂盐与所述增塑剂的质量比为60:10:30。所述增塑剂为碳酸二乙酯、γ－羟基丁内酯、邻苯二甲酸丁酯、碳酸甲乙酯、碳酸二乙酯、聚乙二醇、聚乙二醇二甲醚、碳酸次乙酯和钛酸二丁酯中的一种或几种。所述增塑剂能够提高所述凝胶型聚合物电解质膜的离子电导率。
所述聚合物基体为聚环氧乙烷(PEO)、聚己内酯(PCL)和聚偏氟乙烯 (PVdF)中的一种或几种。所述聚合物基体是粒子运动的载体，具有在有机溶剂中易溶解、本身熔点较高、易在容器中形成力学性能较好的薄膜、化学性质稳定、不易分解以及不与电极材料反应的特点。
所述锂盐为高氯酸锂(LiClO4)和六氟磷酸锂(LiPF6)中的一种或两种。所述锂盐主要提供用于导电的离子。
所述凝胶型聚合物电解质膜还包括一锂化树脂和一玻璃纤维中的一种或两种，所述锂化树脂选自所述锂盐处理过的环氧树脂、乙烯基酯树脂和不饱和聚酯树脂中的一种。所述锂化树脂和所述玻璃纤维均能增强所述凝胶型聚合物电解质膜的机械性能和热稳定性能。
一种锂离子电池聚合物电解质膜的制备方法，包括以下步骤：
将一锂盐溶解在一溶剂中，然后加入一聚合物基体，反应得到一混合溶液；
将一增塑剂溶解在上述混合溶液中，反应得到一中间溶液；
通过溶液浇铸法加工所述中间溶液，干燥后得到所述聚合物电解质膜。
所述溶剂为四氢呋喃(THF)、二乙醚(DEE)、2-甲基四氢呋喃 (2Me-THF)、1,3-二氧戊环(DN)、乙二醇二甲醚(DME)或四乙二醇二甲醚。
所述锂盐与所述聚合物基体的反应温度为45～55℃，反应时间为1～3h。优选地，所述锂盐与所述聚合物基体的反应温度为50℃，反应时间为2h。
所述增塑剂与所述混合溶液的反应温度为45～55℃，反应时间为12～16h。优选地，所述增塑剂与所述混合溶液的反应温度为50℃，反应时间为14h。
所述溶液浇铸法在一玻璃器皿中进行，所述干燥为室温干燥。
根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还能够对上述实施方式进行变更和修改。因此，本发明并不局限于上述的具体实施方式，凡是本领域技术人员在本发明的基础上所作出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种锂离子电池聚合物电解质膜，其特征在于，所述锂离子电池聚合物电解质膜为一凝胶型聚合物电解质膜，所述凝胶型聚合物电解质膜包括一聚合物基体、一锂盐以及一增塑剂，所述聚合物基体、所述锂盐与所述增塑剂的质量比为17～68:3～12:10～40，所述增塑剂为碳酸二乙酯、γ－羟基丁内酯、邻苯二甲酸丁酯、碳酸甲乙酯、碳酸二乙酯、聚乙二醇、聚乙二醇二甲醚、碳酸次乙酯和钛酸二丁酯中的一种或几种。
2.如权利要求1所述的锂离子电池聚合物电解质膜，其特征在于，所述聚合物基体为聚环氧乙烷、聚己内酯和聚偏氟乙烯中的一种或几种。
3.如权利要求1所述的锂离子电池聚合物电解质膜，其特征在于，所述锂盐为高氯酸锂和六氟磷酸锂中的一种或两种。
4.如权利要求1所述的锂离子电池聚合物电解质膜，其特征在于，所述凝胶型聚合物电解质膜还包括一锂化树脂和一玻璃纤维中的一种或两种，所述锂化树脂选自所述锂盐处理过的环氧树脂、乙烯基酯树脂和不饱和聚酯树脂中的一种。
5.一种锂离子电池聚合物电解质膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将一锂盐溶解在一溶剂中，然后加入一聚合物基体，反应得到一混合溶液；
将一增塑剂溶解在上述混合溶液中，反应得到一中间溶液；
通过溶液浇铸法加工所述中间溶液，干燥后得到所述聚合物电解质膜。
6.根据权利要求5所述的锂离子电池聚合物电解质膜的制备方法，其特征在于：所述溶剂为四氢呋喃、二乙醚、2-甲基四氢呋喃、1,3-二氧戊环、乙二醇二甲醚或四乙二醇二甲醚。
7.根据权利要求5所述的锂离子电池聚合物电解质膜的制备方法，其特征在于：所述锂盐与所述聚合物基体的反应温度为45～55℃，反应时间为1～3h。
8.根据权利要求5所述的锂离子电池聚合物电解质膜的制备方法，其特征在于：所述增塑剂与所述混合溶液的反应温度为45～55℃，反应时间为12～16h。
9.根据权利要求、5所述的锂离子电池聚合物电解质膜的制备方法，其特征在于：所述溶液浇铸法在一玻璃器皿中进行，所述干燥为室温干燥。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112448028A (zh) * 2020-12-12 2021-03-05 安徽嘉誉伟丰机电科技有限公司 一种适用于二次锂电池的稳定电解质的制备方法

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050076949A1 (en) * 2001-03-26 2005-04-14 Ryoichi Komiya Dye-sensitized solar cell
CN1682401A (zh) * 2002-09-25 2005-10-12 第一工业制药株式会社 色素敏感型太阳能电池
US7267910B2 (en) * 1999-12-28 2007-09-11 Kabushiki Kaisha Toshiba Chemical battery containing gel electrolyte based on crosslinked epoxy compound having an alicyclic structure
CN102361096A (zh) * 2011-08-04 2012-02-22 西北工业大学 一种基于两嵌段聚甲基丙烯酸甲酯-聚苯乙烯共聚物的锂离子凝胶电解质及其制备方法
CN102754267A (zh) * 2010-02-05 2012-10-24 大金工业株式会社 二次电池用凝胶电解质复合膜以及二次电池
CN104022306A (zh) * 2014-05-16 2014-09-03 中山大学 一种固体多孔聚合物电解质及其制备方法和应用
CN105119012A (zh) * 2015-07-16 2015-12-02 华南师范大学 一种锂离子电池用凝胶聚合物电解质及其制备方法
CN105761947A (zh) * 2016-04-25 2016-07-13 江苏大学 一种复合凝胶聚合物电解质的制备方法
CN107230802A (zh) * 2017-05-22 2017-10-03 郑州轻工业学院 一种锂离子电池用pmma基核壳结构凝胶聚合物及其制备方法

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7267910B2 (en) * 1999-12-28 2007-09-11 Kabushiki Kaisha Toshiba Chemical battery containing gel electrolyte based on crosslinked epoxy compound having an alicyclic structure
US20050076949A1 (en) * 2001-03-26 2005-04-14 Ryoichi Komiya Dye-sensitized solar cell
CN1682401A (zh) * 2002-09-25 2005-10-12 第一工业制药株式会社 色素敏感型太阳能电池
CN102754267A (zh) * 2010-02-05 2012-10-24 大金工业株式会社 二次电池用凝胶电解质复合膜以及二次电池
CN102361096A (zh) * 2011-08-04 2012-02-22 西北工业大学 一种基于两嵌段聚甲基丙烯酸甲酯-聚苯乙烯共聚物的锂离子凝胶电解质及其制备方法
CN104022306A (zh) * 2014-05-16 2014-09-03 中山大学 一种固体多孔聚合物电解质及其制备方法和应用
CN105119012A (zh) * 2015-07-16 2015-12-02 华南师范大学 一种锂离子电池用凝胶聚合物电解质及其制备方法
CN105761947A (zh) * 2016-04-25 2016-07-13 江苏大学 一种复合凝胶聚合物电解质的制备方法
CN107230802A (zh) * 2017-05-22 2017-10-03 郑州轻工业学院 一种锂离子电池用pmma基核壳结构凝胶聚合物及其制备方法

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
姜肇中等: "《玻璃纤维应用技术》", 31 January 2004, 中国石化出版社 *
谢凯等: "《新一代锂二次电池技术》", 31 August 2013, 国防工业出版社 *
陈立新等: "《功能塑料》", 30 June 2004, 化学工业出版社 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112448028A (zh) * 2020-12-12 2021-03-05 安徽嘉誉伟丰机电科技有限公司 一种适用于二次锂电池的稳定电解质的制备方法

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