CN113013483B - 卟啉复合型聚合物电解质及其制备方法与应用 - Google Patents

卟啉复合型聚合物电解质及其制备方法与应用 Download PDF

Info

Publication number
CN113013483B
CN113013483B CN202110154883.1A CN202110154883A CN113013483B CN 113013483 B CN113013483 B CN 113013483B CN 202110154883 A CN202110154883 A CN 202110154883A CN 113013483 B CN113013483 B CN 113013483B
Authority
CN
China
Prior art keywords
lithium
hours
polymer electrolyte
drying oven
drying
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.)
Active
Application number
CN202110154883.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN113013483A (zh
Inventor
张辽云
曾庆辉
陈平平
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.)
University of Chinese Academy of Sciences
Original Assignee
University of Chinese Academy of Sciences
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 University of Chinese Academy of Sciences filed Critical University of Chinese Academy of Sciences
Priority to CN202110154883.1A priority Critical patent/CN113013483B/zh
Publication of CN113013483A publication Critical patent/CN113013483A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113013483B publication Critical patent/CN113013483B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/056Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes
    • H01M10/0564Accumulators 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
    • H01M10/0565Polymeric materials, e.g. gel-type or solid-type
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052Li-accumulators
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052Li-accumulators
    • H01M10/0525Rocking-chair batteries, i.e. batteries with lithium insertion or intercalation in both electrodes; Lithium-ion batteries
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M12/00Hybrid cells; Manufacture thereof
    • H01M12/08Hybrid cells; Manufacture thereof composed of a half-cell of a fuel-cell type and a half-cell of the secondary-cell type
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2300/00Electrolytes
    • H01M2300/0017Non-aqueous electrolytes
    • H01M2300/0065Solid electrolytes
    • H01M2300/0082Organic polymers
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Landscapes

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

Abstract

本发明公开了一种含有卟啉及其衍生物的复合型聚合物电解质以及制备方法与应用,尤其涉及卟啉及其衍生物用于聚合物电解质。其中,该复合型电解质由聚合物基体,卟啉及其衍生物和锂盐所构成,可应用到固态锂电池中,作为固态电解质膜使用。本发明的优势表现在,该复合电解质膜成膜性好,卟啉及其衍生物的存在使电解质膜具有良好的机械性能和热稳定性,特别是能够有效提高离子传导性能;该复合电解质制备方法简单高效,易于大规模生产;该复合型电解质膜与负极材料,正极材料所组装的固态锂电池能够表现出优异的电化学性能和电池性能。

Description

卟啉复合型聚合物电解质及其制备方法与应用
技术领域
本发明涉及一种固态复合型聚合物电解质及其制备方法与应用,具体涉及一种卟啉复合型聚合物电解质及其制备方法与应用,属于固态聚合物锂电池技术领域。
背景技术
能源是推动社会进步和科技发展的驱动力,而随着化石能源的不断消耗和全球环境问题的日益严重,寻找或开发出一种清洁可持续的再生能源来代替传统的化石能源显得尤为重要。在众多已开发的新能源器件中,锂电池因其具有循环寿命长、无记忆效应、高能量密度等优点,已被广泛应用于许多领域。目前,商业化的锂电池主要由正极材料,电解质,隔膜和负极材料构成。作为锂电池重要组成部分之一的电解质,在正极和负极之间起着传输离子的作用,对锂电池的整体性能有重要影响。目前商业化的锂电池主要使用的是含有液态有机溶剂的电解液作为电解质,这类液态电解质通常易挥发、泄露且易燃,容易导致锂电池发生短路、过充和热失控,因而存在着潜在的安全隐患。因此,寻找一种更安全可靠的材料来替代传统的液态电解质是解决锂电池安全性和电池能量密度的有效途径。
固态聚合物电解质在锂电池领域受到了人们极大的关注,这主要是因为与液态电解质相比,固态聚合物电解质在安全性能和力学性能上都得到了很大的提高。另外,固态聚合物电解质质轻,形状设计灵活,更符合电子器件轻量化、薄形化的发展方向,具有更广阔的发展前景。线性聚氧化乙烯(PEO)是最早开发也是研究较多的聚合物电解质基体。线性聚氧化乙烯电化学性能稳定并且与锂盐具有良好的相容性,然而其在室温条件下极易结晶,阻碍了载流子的快速迁移,进而导致以线性聚氧化乙烯为基体的固态聚合物电解质在室温下的离子电导率低(10-7S/cm左右),难以满足锂电池实用化的需求。与线性聚氧化乙烯相比,其他固态聚合物电解质如聚碳酸酯,聚氨酯,聚酰胺,聚酯等基体与锂盐组成的电解质也存在室温离子电导率较低的问题,这进一步限制了固态锂电池在能源领域的应用和发展。提高聚合物电解质的离子电导率成为固态电解质亟需解决的关键技术难题。
卟啉是一种具有π电子共轭结构的化合物。卟啉分子容易通过分子间的π-π相互作用进行自组装,并且卟啉分子容易与金属离子进行络合,所以卟啉在催化、光电器件等领域应用广泛,但是鲜有将卟啉直接应用于电解质的报道。卟啉及其衍生物用于聚合物电解质,可以利用卟啉分子中的杂环间π-π相互作用构建离子传输通道,解决固态聚合物电解质室温离子电导率低的问题。另外,卟啉及其衍生物与聚合物电解质复合,不仅能够有效地抑制聚合物电解质基体的结晶,有利于离子的传导,而且卟啉分子结构中刚性杂环的存在能够改善聚合物电解质的机械强度,避免无机聚合物复合电解质中由于无机填料含量过高而造成的团聚现象。因此,研发以聚合物、卟啉及其衍生物及锂盐复合的固态聚合物电解质能够为制备优异综合性能的全固态聚合物电解质提供新思路和研究方法,而且拓宽了现有复合型固态电解质的类型,具有重要的理论意义和实用价值。
发明内容
为解决现有全固态聚合物电解质所存在的室温离子电导率低,力学性能较差,电池综合性能难以满足实际应用的问题,本发明的目的在于提供一种卟啉复合型聚合物电解质,其具有良好的成膜性、优异电化学性能和电池循环性能。本发明第二个目的是为卟啉复合型聚合物电解质提供简单经济的制备方法以及提供在锂电池中作为固态聚合物电解质的应用。
为实现上述目的,本发明采用如下的技术方案:
一种卟啉复合型聚合物电解质,其特征在于,所述卟啉复合型聚合物电解质由卟啉或其衍生物、聚合物基体和锂盐制备所得。
在本发明的技术方案中,其中,所述的卟啉或其衍生物具有如下式所示结构:
Figure BDA0002934278240000031
其中,R和R’各自独立地表示氢、卤素、C1-C6烷基、C3-C6环烷基、C6-C10芳基、5-10元杂芳基、C1-C6烷氧基、卤代C1-C6烷基、-ORa、-COORa、氰基、-C(O)Ra、-NRaRb、硝基、-SO3Ra、-SRa、-C(O)NRaRb、-P(O)ORa、-B(ORa)2、-C(O)X,其中Ra、Rb各自独立地表示氢或C1-C6烷基或苄基;X表示卤素。
或者,R和R’各自独立地表示聚合物取代基,所述的聚合物取代基通过化学手段修饰到卟啉环,所述的聚合物具有对锂盐良好溶解性能的柔性线性聚合物链或高度支化聚合物的结构,包括聚环氧乙烷、聚环氧丙烷、聚甲醛、聚二氧戊环以及其它聚醚、聚己内酯、聚丙交酯、聚乙交酯、聚碳酸酯、聚酯、聚氨酯、聚磷酯、聚醚醚酮、聚丙烯亚胺、聚(甲基)丙烯酸酯、聚硅氧烷、聚硼酸酯、聚磷酸酯、聚离子液体、聚膦腈、聚砜、聚酰亚胺、聚酰胺、聚酮、聚醚酮、聚酯酮;
在本发明的技术方案中,其中,所述的聚合物基体选自聚环氧乙烷、聚四氟乙烯、聚六氟丙烯、聚偏氟乙烯,聚氯乙烯,聚醚酯、聚四氟乙烯-六氟丙烯共聚物、聚环氧丙烷、聚甲醛、聚二氧戊环、聚醚、聚己内酯、聚丙交酯、聚乙交酯、聚碳酸酯、聚酯、聚氨酯、聚磷酯、聚乙烯亚胺、聚丙烯亚胺、聚丙烯腈、聚(甲基)丙烯酸酯、聚硅氧烷、聚硼酸酯、聚磷酸酯、聚离子液体、聚膦腈、聚砜、聚酰亚胺、聚酰胺、聚酮、聚酯酮或它们的线性或高度支化均聚物或共聚物的一种或多种。
在本发明的技术方案中,其中,所述的聚合物基体,其特征在于,聚合物基体包括聚环氧乙烷、聚硅氧烷、聚四氟乙烯、聚六氟丙烯、聚四氟乙烯-六氟丙烯共聚物、聚碳酸酯、聚氨酯、聚膦腈、聚乙烯亚胺、聚丙交酯、聚偏氟乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯亚胺、聚丙烯腈、聚离子液体或它们的线性或高度支化均聚物及其共聚物的一种或多种。
在本发明的技术方案中,其中,所述的锂盐包括双三氟甲磺酰亚胺锂、三氟甲磺酰亚胺锂、高氯酸锂、六氟磷酸锂、六氟砷酸锂、二草酸硼酸锂、四氟硼酸锂、二氟草酸硼酸锂中的一种或多种。
在本发明的技术方案中,其中,所述的卟啉复合型聚合物电解质是通过卟啉或其卟啉衍生物、锂盐加入到聚合物基体后,利用溶液浇铸法得到,具体制备方法包括以下步骤:
步骤一,将锂盐放置于80℃的真空干燥箱中干燥24小时;
步骤二,称取聚合物基体,卟啉或其衍生物以及锂盐并溶解于溶剂中,搅拌直至形成均质溶液;
步骤三,将上述均质溶液倒入聚四氟乙烯模具中,室温挥发除去大部分溶剂后,50℃真空干燥24小时,得到所述的卟啉复合型聚合物电解质。
在本发明的技术方案中,其中,所述溶剂为乙腈、丙酮、四氢呋喃、二氯甲烷、三氯甲烷、二甲基亚砜、N,N-二甲基甲酰胺的一种;用量为聚合物基体质量的2-15倍。
除此之外,本发明还提供了一种固态锂电池,其中,所述的固态锂电池由正极材料,本发明所述的固态卟啉复合聚合物电解质以及负极材料构成。
在本发明的技术方案中,其中,所述的固态锂电池包括包括锂离子电池,锂硫电池、锂空电池等高性能锂电池。
在本发明的技术方案中,其中,所述的正极材料包括正极极片正极活性物质,导电添加剂及粘结剂;所述的负极材料包括负极极片及负极活性物质。
本发明的有益之处在于:
1)本发明首次将卟啉及其衍生物用于聚合物电解质,提供了一种新型卟啉复合型聚合物电解质。
2)本发明提供的卟啉复合型聚合物电解质的制备方法工艺简单,原料廉价易得,适用于规模化的商业生产。
3)本发明提供的卟啉复合型聚合物电解质表现出良好的机械性能和热稳定性,提高了聚合物电解质的安全性;同时也展现出高的离子传导能力;与正极材料和负极材料适配后所组装的固态锂电池也表现出优异的电池循环性能和倍率性能。
4)本发明所提供的卟啉复合型聚合物电解质,其可应用到高性能固态锂电池中。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1是制备的卟啉复合型电解质膜的照片。
图2是制备的卟啉复合型电解质的机械性能表征图。
图3是卟啉复合型电解质组装成电池后,在60℃,0.2C的倍率条件下循环100圈后的放电比容量以及库伦效率图。
具体实施方式
为了更加清晰的阐明本发明的目的,技术方法及特点,以下结合具体实例对本发明进行进一步的详细说明。应当理解,此处所描述的具体实例仅用于解释本发明,并不用于限定本发明。
以下对本发明做具体的介绍。
实施例1
高氯酸锂预先置于80℃的真空干燥箱中干燥24小时。称取7g聚四氟乙烯,0.1gH2TPP(OH)4以及0.3g(LiClO4),加入无水DMF,室温搅拌24h形成均相溶液。将溶液倒入聚四氟乙烯模具中,于50℃的鼓风干燥箱中干燥2h,待大部分溶剂挥发后转移至45℃的真空干燥箱中继续干燥12h,得到复合型聚合物电解质。将磷酸铁锂正极,制备的聚合物电解质,碳硅负极组装成固态锂离子电池。
实施例2
四氟硼酸锂预先置于80℃的真空干燥箱中干燥24小时。称取4g聚四氟乙烯-六氟丙烯的共聚物,0.4g Meso-四(3,4-二羟基苯基)卟啉以及0.5g四氟硼酸锂(LiBF4),加入无水丙酮,室温搅拌12h形成均相溶液。将溶液倒入聚四氟乙烯模具中,于50℃的鼓风干燥箱中干燥2h,待大部分溶剂挥发后转移至45℃的真空干燥箱中继续干燥12h,得到复合型聚合物电解质。将磷酸铁锂、导电炭黑、聚偏氟乙烯按照7:2:1的质量比制备成正极,并将其与制备的复合型聚合物电解质与负极材料组装成固态锂离子电池。
实施例3
三氟甲磺酰亚胺锂预先置于80℃的真空干燥箱中干燥24小时。称取6g聚环氧乙烷,0.8g四(3,4-苄氧基苯基)卟啉以及1g三氟甲磺酰亚胺锂,加入二氯甲烷,室温搅拌12h形成均相溶液。将溶液倒入聚四氟乙烯模具中,于50℃的鼓风干燥箱中干燥2h,待大部分溶剂挥发后转移至60℃的真空干燥箱中继续干燥24h,得到复合型聚合物电解质。将磷酸铁锂、石墨烯、聚四氟乙烯按照7:2:1的质量比制备成正极,并将其与制备的复合型聚合物电解质与负极材料组装成固态锂离子电池。
实施例4
二草酸硼酸锂预先置于80℃的真空干燥箱中干燥24小时。称取5g聚碳酸酯,0.4g四(3,4-聚丙交酯苯基)卟啉以及0.5g二草酸硼酸锂,加入二甲基亚砜,室温搅拌6h形成均相溶液。将溶液倒入聚四氟乙烯模具中,于鼓风干燥箱中干燥,待大部分溶剂挥发后转移至60℃的真空干燥箱中继续干燥12h,得到复合型聚合物电解质。将磷酸铁锂、导电炭黑、聚四氟乙烯按照8:1:1的质量比制备成正极,并将其与制备的复合型聚合物电解质与负极材料组装成固态锂离子电池。
实施例5
双三氟甲磺酰亚胺锂预先置于80℃的真空干燥箱中干燥24小时。称取6g聚氨酯,0.5g Meso-四(3,4-聚硼酸酯苯基)卟啉以及0.4g双三氟甲磺酰亚胺锂,加入乙腈,室温搅拌24h形成均相溶液。将溶液倒入聚四氟乙烯模具中,于60℃的鼓风干燥箱中干燥3h,待大部分溶剂挥发后转移至60℃的真空干燥箱中继续干燥12h,得到复合型聚合物电解质。将钴酸锂、导电炭黑、聚偏氟乙烯按照7:2:1的质量比制备成正极,并将其与制备的复合型聚合物电解质与负极材料组装成固态锂离子电池。
实施例6
六氟磷酸锂预先置于80℃的真空干燥箱中干燥24小时。称取4g聚膦腈,0.6gMeso-四(3,4-聚己内酯苯基)卟啉以及0.5g六氟磷酸锂,加入三氯甲烷,室温搅拌形成均相溶液。将溶液倒入聚四氟乙烯模具中,于鼓风干燥箱中干燥5h,待大部分溶剂挥发后转移至60℃的真空干燥箱中继续干燥12h,得到复合型聚合物电解质。将镍钴锰酸锂、导电炭黑、聚乙二醇按照7:2:1的质量比制备成正极,并将其与制备的复合型聚合物电解质与负极材料组装成固态锂离子电池。
实施例7
高氯酸锂预先置于80℃的真空干燥箱中干燥24小时。称取8g超支化聚乙烯亚胺,0.7g Meso-四(3,4-聚酰胺苯基)卟啉以及0.6g高氯酸锂,加入N,N-二甲基甲酰胺,室温搅拌形成均相溶液。将溶液倒入聚四氟乙烯模具中,于60℃的鼓风干燥箱中干燥4h,待大部分溶剂挥发后转移至60℃的真空干燥箱中继续干燥12h,得到复合型聚合物电解质。将镍钴酸锂、导电炭黑、聚四氟乙烯按照8:1:1的质量比制备成正极,并将其与制备的复合型聚合物电解质与负极材料组装成固态锂离子电池。
实施例8
四氟硼酸锂预先置于80℃的真空干燥箱中干燥24小时。称取7g聚丙交酯,0.3gMeso-四(3,4-氰基苯基)卟啉以及0.4g四氟硼酸锂(LiBF4),加入二氯甲烷,室温搅拌并形成均相溶液。将溶液倒入聚四氟乙烯模具中,于50℃的鼓风干燥箱中干燥3h,待大部分溶剂挥发后转移至60℃的真空干燥箱中继续干燥12h,得到复合型聚合物电解质。将磷酸铁锂、石墨烯、聚四氟乙烯按照7:2:1的质量比制备成正极,并将其与制备的复合型聚合物电解质与负极材料组装成固态锂离子电池。
实施例9
双三氟甲磺酰亚胺锂预先置于80℃的真空干燥箱中干燥24小时。称取8g聚丙烯腈,0.7g Meso-四(3,4-氨基苯基)卟啉以及0.6g双三氟甲磺酰亚胺锂,加入无水丙酮,室温搅拌并形成均相溶液。将溶液倒入聚四氟乙烯模具中,于50℃的鼓风干燥箱中干燥2h,待大部分溶剂挥发后转移至45℃的真空干燥箱中继续干燥12h,得到复合型聚合物电解质。将锰酸锂、乙炔黑、聚偏氟乙烯按照8:1:1的质量比制备成正极,并将其与制备的复合型聚合物电解质与负极材料组装成固态锂离子电池。
实施例10
二草酸硼酸锂预先置于80℃的真空干燥箱中干燥24小时。称取4g聚离子液体,0.4g Meso-四(3,4-聚硅氧烷苯基)卟啉以及0.5g二草酸硼酸锂,加入二氯甲烷,室温搅拌形成均相溶液。将溶液倒入聚四氟乙烯模具中,于60℃的鼓风干燥箱中干燥,待大部分溶剂挥发后转移至60℃的真空干燥箱中继续干燥12h,得到复合型聚合物电解质。将磷酸铁锂、导电炭黑、聚偏氟乙烯按照8:1:1的质量比制备成正极,并将其与制备的复合型聚合物电解质与负极材料组装成全固态锂离子电池。
上述卟啉复合型聚合物电解质膜的应用:
本发明所提到的卟啉复合型聚合物电解质膜具有良好的成膜性和机械性能,同时也能够表现出优异的电化学性能和电池循环性能,可应用到固态锂电池领域中。
下面结合固态复合型聚合物电解质性能的表征对本发明的应用效果作详细的描述。
卟啉复合型聚合物电解质的实物照片见图1,由图1可知:本发明提供的复合电解质具有优异的成膜性能和柔顺性;利用Instron5900万能拉伸机对卟啉复合型聚合物电解质的机械性能进行表征,表征结果见图2,由图2可知:本发明提供的复合电解质具有优异的机械性能;使用蓝电(LAND)电池测试系统测试固态聚合物锂电池的循环性能,其测试结果见图3,由图3可知,使用本发明提供的复合电解质作为固态聚合物锂电池的电解质时,锂电池具有优异的循环性能和高的放电比容量。
上面结合附图对本发明优选的具体实施方式和实施例作了详细的说明,但是本发明并不限于上述实施方式和实施例,在本领域技术人员所具备的知识范围内,还可以在不脱离本发明构思的前提下作出各种变化,需要说明的是,凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案,均应包含在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种固态锂离子电池,其特征在于由以下方法制备所得:将高氯酸锂预先置于80℃的真空干燥箱中干燥24小时,称取7g 聚四氟乙烯,0.1g H2TPP(OH)4以及0.3gLiClO4,加入无水DMF,室温搅拌24h形成均相溶液,将所述溶液倒入聚四氟乙烯模具中,于50℃的鼓风干燥箱中干燥2h,待大部分溶剂挥发后转移至45℃的真空干燥箱中继续干燥12h,得到复合型聚合物电解质,将磷酸铁锂正极,上述制备所得到的聚合物电解质,碳硅负极组装以制备得到所述的固态锂离子电池。
2.一种固态锂离子电池,其特征在于由以下方法制备所得:将四氟硼酸锂预先置于80℃的真空干燥箱中干燥24小时,称取4g 聚四氟乙烯-六氟丙烯的共聚物,0.4g Meso-四(3,4-二羟基苯基)卟啉以及0.5g 四氟硼酸锂LiBF4,加入无水丙酮,室温搅拌12h形成均相溶液,将所得溶液倒入聚四氟乙烯模具中,于50℃的鼓风干燥箱中干燥2h,待大部分溶剂挥发后转移至45℃的真空干燥箱中继续干燥12h,得到复合型聚合物电解质,将磷酸铁锂、导电炭黑、聚偏氟乙烯按照7:2:1的质量比制备成正极,并将其与上述所制备的复合型聚合物电解质与负极材料组装,以制备得到所述的固态锂离子电池。
3.一种固态锂离子电池,其特征在于由以下方法制备所得:将三氟甲磺酰亚胺锂预先置于80℃的真空干燥箱中干燥24小时,称取6g聚环氧乙烷,0.8g 四(3,4-苄氧基苯基)卟啉以及1g 三氟甲磺酰亚胺锂,加入二氯甲烷,室温搅拌12h形成均相溶液,将所得溶液倒入聚四氟乙烯模具中,于50℃的鼓风干燥箱中干燥2h,待大部分溶剂挥发后转移至60℃的真空干燥箱中继续干燥24h,得到复合型聚合物,将磷酸铁锂、石墨烯、聚四氟乙烯按照7:2:1的质量比制备成正极,并将其与上述所制备的复合型聚合物电解质与负极材料组装成固态锂离子电池。
4.一种固态锂离子电池的制备方法,其特征在于由以下方法制备所得:将二草酸硼酸锂预先置于80℃的真空干燥箱中干燥24小时,称取5g 聚碳酸酯,0.4g四(3,4-聚丙交酯苯基)卟啉以及0.5g 二草酸硼酸锂,加入二甲基亚砜,室温搅拌6h形成均相溶液,将所得溶液倒入聚四氟乙烯模具中,于鼓风干燥箱中干燥,待大部分溶剂挥发后转移至60℃的真空干燥箱中继续干燥12h,得到复合型聚合物电解质,将磷酸铁锂、导电炭黑、聚四氟乙烯按照8:1:1的质量比制备成正极,并将其与上述所制备的复合型聚合物电解质与负极材料组装成固态锂离子电池。
5.一种固态锂离子电池,其特征在于由以下方法制备所得:将双三氟甲磺酰亚胺锂预先置于80℃的真空干燥箱中干燥24小时,称取6g 聚氨酯,0.5g Meso-四(3,4-聚硼酸酯苯基)卟啉以及0.4g 双三氟甲磺酰亚胺锂,加入乙腈,室温搅拌24h形成均相溶液,将所得溶液倒入聚四氟乙烯模具中,于60℃的鼓风干燥箱中干燥3h,待大部分溶剂挥发后转移至60℃的真空干燥箱中继续干燥12h,得到复合型聚合物电解质,将钴酸锂、导电炭黑、聚偏氟乙烯按照7:2:1的质量比制备成正极,并将其与上述所制备的复合型聚合物电解质与负极材料组装成固态锂离子电池。
6.一种固态锂离子电池,其特征在于由以下方法制备所得,将六氟磷酸锂预先置于80℃的真空干燥箱中干燥24小时,称取4g 聚膦腈,0.6g Meso-四(3,4-聚己内酯苯基)卟啉以及0.5g 六氟磷酸锂,加入三氯甲烷,室温搅拌形成均相溶液,将所得溶液倒入聚四氟乙烯模具中,于鼓风干燥箱中干燥5h,待大部分溶剂挥发后转移至60℃的真空干燥箱中继续干燥12h,得到复合型聚合物电解质,将镍钴锰酸锂、导电炭黑、聚乙二醇按照7:2:1的质量比制备成正极,并将其与上述制备的复合型聚合物电解质与负极材料组装成固态锂离子电池。
7.一种固态锂离子电池,其特征在于由以下方法制备所得:将高氯酸锂预先置于80℃的真空干燥箱中干燥24小时,称取8g 超支化聚乙烯亚胺,0.7g Meso-四(3,4-聚酰胺苯基)卟啉以及0.6g 高氯酸锂,加入N,N-二甲基甲酰胺,室温搅拌形成均相溶液,将所得溶液倒入聚四氟乙烯模具中,于60℃的鼓风干燥箱中干燥4h,待大部分溶剂挥发后转移至60℃的真空干燥箱中继续干燥12h,得到复合型聚合物电解质,将镍钴酸锂、导电炭黑、聚四氟乙烯按照8:1:1的质量比制备成正极,并将其与上述制备的复合型聚合物电解质与负极材料组装成固态锂离子电池。
8.一种固态锂离子电池,其特征在于由以下方法制备所得:将四氟硼酸锂预先置于80℃的真空干燥箱中干燥24小时,称取7g聚丙交酯,0.3g Meso-四(3,4-氰基苯基)卟啉以及0.4g 四氟硼酸锂,加入二氯甲烷,室温搅拌并形成均相溶液,将所得溶液倒入聚四氟乙烯模具中,于50℃的鼓风干燥箱中干燥3h,待大部分溶剂挥发后转移至60℃的真空干燥箱中继续干燥12h,得到复合型聚合物电解质,将磷酸铁锂、石墨烯、聚四氟乙烯按照7:2:1的质量比制备成正极,并将其与上述制备的复合型聚合物电解质与负极材料组装成固态锂离子电池。
9.一种固态锂离子电池,其特征在于由以下方法制备所得:将双三氟甲磺酰亚胺锂预先置于80℃的真空干燥箱中干燥24小时,称取8g 聚丙烯腈,0.7g Meso-四(3,4-氨基苯基)卟啉以及0.6g 双三氟甲磺酰亚胺锂,加入无水丙酮,室温搅拌并形成均相溶液,将所述溶液倒入聚四氟乙烯模具中,于50℃的鼓风干燥箱中干燥2h,待大部分溶剂挥发后转移至45℃的真空干燥箱中继续干燥12h,得到复合型聚合物电解质将锰酸锂、乙炔黑、聚偏氟乙烯按照8:1:1的质量比制备成正极,并将其与上述制备的复合型聚合物电解质与负极材料组装成固态锂离子电池。
CN202110154883.1A 2021-02-04 2021-02-04 卟啉复合型聚合物电解质及其制备方法与应用 Active CN113013483B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110154883.1A CN113013483B (zh) 2021-02-04 2021-02-04 卟啉复合型聚合物电解质及其制备方法与应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110154883.1A CN113013483B (zh) 2021-02-04 2021-02-04 卟啉复合型聚合物电解质及其制备方法与应用

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113013483A CN113013483A (zh) 2021-06-22
CN113013483B true CN113013483B (zh) 2022-06-10

Family

ID=76385091

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110154883.1A Active CN113013483B (zh) 2021-02-04 2021-02-04 卟啉复合型聚合物电解质及其制备方法与应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113013483B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN118359782B (zh) * 2024-06-19 2024-09-27 中山大学 一种富亲锂单元的非牺牲型聚合物及其制备方法与应用

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6010805A (en) * 1998-05-26 2000-01-04 United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force Ion conducting electrolyte material containing a lithium porphyrin complex
CN103762383A (zh) * 2014-01-14 2014-04-30 南昌大学 一种锂离子电池低温电解液及其制备方法
US8974974B1 (en) * 2011-06-09 2015-03-10 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force Class of solid-state electrolytes for rechargeable lithium batteries
CN110661032A (zh) * 2019-10-14 2020-01-07 中山大学 一种固态电解质薄膜及其应用
CN110964179A (zh) * 2019-12-19 2020-04-07 湘潭大学 一种卟啉聚合物及其制备方法和在正极材料中的应用

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10497968B2 (en) * 2016-01-04 2019-12-03 Global Graphene Group, Inc. Solid state electrolyte for lithium secondary battery

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6010805A (en) * 1998-05-26 2000-01-04 United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force Ion conducting electrolyte material containing a lithium porphyrin complex
US8974974B1 (en) * 2011-06-09 2015-03-10 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force Class of solid-state electrolytes for rechargeable lithium batteries
CN103762383A (zh) * 2014-01-14 2014-04-30 南昌大学 一种锂离子电池低温电解液及其制备方法
CN110661032A (zh) * 2019-10-14 2020-01-07 中山大学 一种固态电解质薄膜及其应用
CN110964179A (zh) * 2019-12-19 2020-04-07 湘潭大学 一种卟啉聚合物及其制备方法和在正极材料中的应用

Also Published As

Publication number Publication date
CN113013483A (zh) 2021-06-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Liu et al. Functional lithium borate salts and their potential application in high performance lithium batteries
Huang et al. Quasi‐solid‐state rechargeable lithium‐ion batteries with a calix [4] quinone cathode and gel polymer electrolyte
CN109776423B (zh) 一种双咪唑环功能离子液体及其制备方法和电解液以及锂二次电池
CN109103517B (zh) 一种聚合物保护金属二次电池负极的方法及其应用
CN106654364A (zh) 离子液体复合全固态聚合物电解质及其制备方法与应用
CN109103488B (zh) 一种聚合物钠电池及其制备方法和应用
CN103022496B (zh) 一类锂二次电池用芳香稠环醌类化合物正极材料
CN110429279B (zh) 一种锂离子电池有机正极材料及其应用
US11777142B2 (en) Gelable system containing ether compounds, preparation method therefor and use thereof
CN109888380A (zh) 一种固态聚合物电解质及其在锂金属电池中的应用
CN104022310B (zh) 锂离子二次电池及含有该电解液的锂离子电池
CN103840198A (zh) 一种锂离子电池凝胶聚合物电解质及其制备方法
JP7281459B2 (ja) 硫黄含有化合物およびポリマーならびにそれらの電気化学セルでの使用
CN105914402B (zh) 一种非水电解液及锂离子电池
CN102610862A (zh) 以聚吡咯包覆硼化镁为负极材料的锂电池的制备方法
CN109546206B (zh) 一种宽温型锂离子电池复合固态电解质及其制备方法
CN106674391A (zh) 一种亚胺聚阴离子锂盐及其制法和作为非水电解质的应用
CN104810522A (zh) 一种有机正极活性材料及其制备方法与应用
CN109256554B (zh) 一种硫化聚合物复合材料及其制备方法和应用
CN115458811B (zh) 一种基于砜基低共熔溶剂的电解液及其制备方法与锂离子电池
CN107887573B (zh) 具有拓扑结构的正极活性物质及其应用
Sha et al. A new strategy for enhancing the room temperature conductivity of solid-state electrolyte by using a polymeric ionic liquid
CN116487689A (zh) 低温运行的凝胶聚合物电解质、固态电池及其制备方法
CN113013483B (zh) 卟啉复合型聚合物电解质及其制备方法与应用
CN109103500B (zh) 一种聚合物锂硒电池及其制备方法

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
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant