CN110098433A - 一种锂离子电池用大豆蛋白固态电解质膜的制备方法 - Google Patents

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Abstract

一种锂离子电池用大豆蛋白固态电解质膜的制备方法。它所涉及的是一种生物质电解质膜的制备方法。本发明主要为了改善传统化工聚合物材料的不可再生问题以及降低电解质膜制备成本的问题。本发明的制备过程如下：称取聚氯乙烯和邻苯二甲酸二丁酯于称量瓶中，搅拌4h后加入大豆蛋白，继续搅拌12h；混合物混合均匀后加入双三氟甲磺酰亚胺基锂，快速搅拌6h，将混合物浇铸在干净的玻璃板上，在温度为120℃的真空环境下干燥50min，取出切片待用。本发明用生物质材料作为基体制备出电解质膜，安全环保，成本低，电化学稳定性好。本发明用于锂离子电池领域。

Description

一种锂离子电池用大豆蛋白固态电解质膜的制备方法
技术领域
本发明涉及一种锂离子电池用大豆蛋白固态电解质膜的制备方法，具体涉及用于锂离子电池领域的固态电解质膜的制备方法。
背景技术
随着科技的发展，电子产品对锂离子电池的需求不断增大，锂离子电池的受关注度也随之增加。锂离子电池与传统的可充电电池相比，其拥有高的能量密度、高的工作电压、低的自放电率、宽的工作温度范围以及无记忆效应。目前，市场上的锂离子电池大多用的是液态电解质，液态电解质有着高的离子电导率，良好的锂离子迁移，但液态电解质也存在热稳定性较低、易挥发、漏液以及爆炸等安全隐患。本发明制备出一种固态电解质，不添加任何液态电解质，从根本上解决安全问题。
生物质材料是以木本、禾本和藤本植物及动物加工剩余物料为原材料，通过物理、化学和生物等技术，加工制造性能优异、附加值高的新材料。其作为新型材料被广泛应用各个领域，目前，生物质材料有淀粉、明胶、黄原胶、木质素以及大豆蛋白，生物质材料有较低的成本，产量大以及可持续再生等优势。
发明内容
本发明采用具有可持续再生的生物质材料，降低电解质膜制备的成本以及促进化工产品对环境友好的发展，制备出性能良好的锂离子电池电解质膜。
一种锂离子电池用大豆蛋白固态电解质膜的制备方法，其特征在于以大豆蛋白和聚氯乙烯为基体的电解质膜，是按照以下步骤制备：
步骤一，按照相应比例称取聚氯乙烯和邻苯二甲酸二丁酯，加入3ml N,N二甲基乙酰胺，搅拌4h使二者充分混合；
步骤二，向步骤一的称量瓶中加入一定量的大豆蛋白，继续搅拌12h；
步骤三，将0.18g双三氟甲磺酰亚胺基锂加入到步骤二的混合物中，搅拌6h后，混合均匀；
步骤四，将步骤三中混合物浇铸在干净的玻璃板上，将玻璃板放入到温度为120℃的真空干燥箱中干燥50min，取出切片待用。
附图说明
图1为聚氯乙烯和大豆蛋白电解质膜的外观图。
图2为聚氯乙烯和大豆蛋白电解质膜的电化学阻抗谱图。
图3为聚氯乙烯和大豆蛋白电解质膜的电化学稳定窗口图。
图4为Li/电解质膜/LiFePO4充放电测试图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细的阐述，本发明不仅仅局限于下面所述实施例，所有基于本发明能实现的技术均为本发明保护范围。
具体实施方式一：本实施方式的一种锂离子电池用大豆蛋白固态电解质膜的制备方法是按照以下步骤进行的
步骤一，按照相应比例称取聚氯乙烯和邻苯二甲酸二丁酯，加入3ml N,N二甲基乙酰胺，搅拌4h使二者充分混合；
步骤二，向步骤一的称量瓶中加入一定量的大豆蛋白，继续搅拌12h；
步骤三，将0.18g双三氟甲磺酰亚胺基锂加入到步骤二的混合物中，搅拌6h后，混合均匀；
步骤四，将步骤三中混合物浇铸在干净的玻璃板上，将玻璃板放入到温度为120℃的真空干燥箱中干燥50min，取出切片待用。
图1是聚氯乙烯/大豆蛋白电解质膜的外观图。从图中可以看出电解质膜圆片呈黄色均匀。
图2是聚氯乙烯/大豆蛋白电解质膜的电化学阻抗谱图。从图中可以看出电解质膜的阻抗较低，通过计算公式算的离子电导率为4.54×10-5S·cm-1。
图3是聚氯乙烯/大豆蛋白电解质膜的电化学稳定窗口图。从图可以看出阳极稳定在5.3V，具有良好的电化学稳定性，符合锂电池的需求。
图4是Li/电解质/LiFePO4充放电循环测试图。从图中可以看出，第一次循环的放电比容量为40.6mAh·g-1左右，经过30次循环后，放电比容量大约为46.5mAh·g-1，平均库伦效率能达到90％以上。
具体实施方式二：本实施方式是对具体实施方式一一种锂离子电池用大豆蛋白固态电解质膜的制备方法的进一步说明，所述步骤一为：按照相应比例称取聚氯乙烯和邻苯二甲酸二丁酯，加入3ml N,N二甲基乙酰胺，搅拌4h使二者充分混合。
具体实施方式三：本实施方式是对具体实施方式一一种锂离子电池用大豆蛋白固态电解质膜的制备方法的进一步说明，所述步骤二为：向步骤一的称量瓶中加入一定量的大豆蛋白，继续搅拌12h。
具体实施方式四：本实施方式是对具体实施方式一一种锂离子电池用大豆蛋白固态电解质膜的制备方法的进一步说明，所述步骤三为：将0.18g双三氟甲磺酰亚胺基锂加入到步骤二的混合物中，搅拌6h后，混合均匀。
具体实施方式五：：本实施方式是对具体实施方式一一种锂离子电池用大豆蛋白固态电解质膜的制备方法的进一步说明，所述步骤四为：将步骤三中混合物浇铸在干净的玻璃板上，将玻璃板放入到温度为120℃的真空干燥箱中干燥50min，取出切片待用。
具体实施方式六：本实施方式是对具体实施方式一一种锂离子电池用大豆蛋白固态电解质膜的制备方法的进一步说明，所述步骤一中聚氯乙烯和邻苯二甲酸二丁酯的质量比为5：2。
具体实施方式七：本实施方式是对具体实施方式一一种锂离子电池用大豆蛋白固态电解质膜的制备方法的进一步说明，所述步骤二中聚氯乙烯和大豆蛋白的比例为5：4。

Claims (3)

1.一种锂离子电池用大豆蛋白固态电解质膜的制备方法，其特征在于以大豆蛋白和聚氯乙烯为基体的电解质膜，是按照以下步骤制备：
步骤一，按照相应比例称取聚氯乙烯和邻苯二甲酸二丁酯，加入3ml N,N二甲基乙酰胺，搅拌4h使二者充分混合；
步骤二，向步骤一的称量瓶中加入一定量的大豆蛋白，继续搅拌12h；
步骤三，将0.18g双三氟甲磺酰亚胺基锂加入到步骤二的混合物中，搅拌6h后，混合均匀；
步骤四，将步骤三中混合物浇铸在干净的玻璃板上，将玻璃板放入到温度为120℃的真空干燥箱中干燥50min，取出切片待用。
2.根据权利要求1所述一种锂离子电池用大豆蛋白固态电解质膜的制备方法，其特征在于步骤一中聚氯乙烯和邻苯二甲酸二丁酯的质量比为5：2。
3.根据权利要求1所述一种锂离子电池用大豆蛋白固态电解质膜的制备方法，其特征在于聚氯乙烯和大豆蛋白的比例为5：4。
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