CN113506917A - 一种锂离子电池自修复聚合物电解质的制备方法 - Google Patents
一种锂离子电池自修复聚合物电解质的制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113506917A CN113506917A CN202110732656.2A CN202110732656A CN113506917A CN 113506917 A CN113506917 A CN 113506917A CN 202110732656 A CN202110732656 A CN 202110732656A CN 113506917 A CN113506917 A CN 113506917A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- lithium ion
- ion battery
- polymer electrolyte
- lithium
- repairing polymer
- 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
Links
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 57
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 57
- 239000005518 polymer electrolyte Substances 0.000 title claims abstract description 38
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 24
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 claims abstract description 40
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 claims abstract description 35
- 229920001223 polyethylene glycol Polymers 0.000 claims abstract description 26
- WGYKZJWCGVVSQN-UHFFFAOYSA-N propylamine Chemical group CCCN WGYKZJWCGVVSQN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 26
- 239000011244 liquid electrolyte Substances 0.000 claims abstract description 25
- FDSRSUAVHPFWGT-UHFFFAOYSA-N (3,5-dibenzoylphenyl)-phenylmethanone Chemical compound C=1C(C(=O)C=2C=CC=CC=2)=CC(C(=O)C=2C=CC=CC=2)=CC=1C(=O)C1=CC=CC=C1 FDSRSUAVHPFWGT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 23
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims abstract description 23
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims abstract description 20
- 239000011245 gel electrolyte Substances 0.000 claims abstract description 18
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims abstract description 14
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 13
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims abstract description 12
- 238000002791 soaking Methods 0.000 claims abstract description 12
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 claims abstract description 10
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 10
- 230000008961 swelling Effects 0.000 claims abstract description 10
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 claims description 20
- 229910003002 lithium salt Inorganic materials 0.000 claims description 19
- 159000000002 lithium salts Chemical class 0.000 claims description 19
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 18
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 17
- ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N N,N-Dimethylformamide Chemical compound CN(C)C=O ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- CBTAIOOTRCAMBD-UHFFFAOYSA-N 2-ethoxy-2,4,4,6,6-pentafluoro-1,3,5-triaza-2$l^{5},4$l^{5},6$l^{5}-triphosphacyclohexa-1,3,5-triene Chemical compound CCOP1(F)=NP(F)(F)=NP(F)(F)=N1 CBTAIOOTRCAMBD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- SBLRHMKNNHXPHG-UHFFFAOYSA-N 4-fluoro-1,3-dioxolan-2-one Chemical compound FC1COC(=O)O1 SBLRHMKNNHXPHG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- BTBUEUYNUDRHOZ-UHFFFAOYSA-N Borate Chemical compound [O-]B([O-])[O-] BTBUEUYNUDRHOZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- KMTRUDSVKNLOMY-UHFFFAOYSA-N Ethylene carbonate Chemical compound O=C1OCCO1 KMTRUDSVKNLOMY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 238000007605 air drying Methods 0.000 claims description 9
- -1 lithium hexafluorophosphate Chemical compound 0.000 claims description 9
- 238000001291 vacuum drying Methods 0.000 claims description 9
- FXHOOIRPVKKKFG-UHFFFAOYSA-N N,N-Dimethylacetamide Chemical compound CN(C)C(C)=O FXHOOIRPVKKKFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N N-Methylpyrrolidone Chemical compound CN1CCCC1=O SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- WXWQVSOHWXJBDF-UHFFFAOYSA-N benzene-1,3,5-tricarboxamide Chemical compound NC(=O)C1=CC(C(N)=O)=CC(C(N)=O)=C1 WXWQVSOHWXJBDF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- RUOJZAUFBMNUDX-UHFFFAOYSA-N propylene carbonate Chemical compound CC1COC(=O)O1 RUOJZAUFBMNUDX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 abstract description 5
- 238000013508 migration Methods 0.000 abstract description 3
- 230000005012 migration Effects 0.000 abstract description 3
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 8
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- GELKBWJHTRAYNV-UHFFFAOYSA-K lithium iron phosphate Chemical compound [Li+].[Fe+2].[O-]P([O-])([O-])=O GELKBWJHTRAYNV-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 4
- 210000001787 dendrite Anatomy 0.000 description 3
- 230000001351 cycling effect Effects 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000008602 contraction Effects 0.000 description 1
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 230000037427 ion transport Effects 0.000 description 1
- VDVLPSWVDYJFRW-UHFFFAOYSA-N lithium;bis(fluorosulfonyl)azanide Chemical compound [Li+].FS(=O)(=O)[N-]S(F)(=O)=O VDVLPSWVDYJFRW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 230000003446 memory effect Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 229920005597 polymer membrane Polymers 0.000 description 1
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
Images
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
-
- 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
- H01M2200/00—Safety devices for primary or secondary batteries
-
- 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
- H01M2300/0088—Composites
-
- 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)
- 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)
- Secondary Cells (AREA)
Abstract
本发明公开了一种锂离子电池自修复聚合物电解质的制备方法，属于锂离子电池领域。该方法包括以下步骤：(1)将聚(乙二醇)双(3‑氨基丙基)加入到溶剂中，室温搅拌溶解，配制成溶液；(2)向步骤(1)所得溶液中加入1,3,5‑三甲酰苯，混合搅拌后得到混合溶液；(3)向步骤(2)所得混合溶液除去溶剂，得到凝胶；(4)将步骤(3)所得凝胶浸入液态电解液中，溶胀活化，吸附至饱和，即可得到锂离子电池自修复聚合物凝胶电解质；其中，聚(乙二醇)双(3‑氨基丙基)和1,3,5‑三甲酰苯的总质量与有机溶剂的质量比为1:1‑1:3。该方法简单易行、成本低，且所制备的锂离子电池自修复聚合物电解质离子电导率高、离子迁移数高。
Description
技术领域
本发明涉及一种锂离子电池自修复聚合物电解质的制备方法，属于锂离子电池领域。
背景技术
锂离子电池由于具有比能量密度高、工作电压高、自放电率低、寿命长、无记忆效应等优点，在电子产品、移动设备、电动汽车等领域得到广泛应用。传统的锂离子电池主要采用液态电解质体系，但其热稳定性不好，易发生漏液、隔膜热收缩导致短路等安全隐患。聚合物电解质由具有离子传导能力的聚合物与锂盐复合而成，比液体电解质具有更好的安全性，而且可以同时作为电解质和隔膜使用。用聚合物电解质替代液态电解质不仅克服了液态电解质安全性差的问题,也能有效抑制负极锂枝晶的生长，且易加工塑形，为开发新的化学电池如柔性电池提供了可能。
近年来，人们在聚合物电解质的理论研究及应用方面都取得了很大进展，制备、合成了许多不同的电解质。但是目前已知的聚合物电解质，室温下离子电导率低，循环性能和电化学性能不稳定。在循环过程中，锂枝晶可能穿过聚合物电解质膜，造成正、负极短路，枝晶容易刺穿，这些都限制了其在锂离子电池以及动力型锂离子电池中的实际应用。聚合物电解质如何在保持良好机械性能的前提下获得优异的离子电导率、循环稳定性及化学稳定性等性能，成为关注的焦点。现有的制备方法由于过程复杂，成本较高，凝胶聚合物膜产品性能不令人满意。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种锂离子电池自修复聚合物电解质的制备方法，该方法简单易行、成本低，且所制备的锂离子电池自修复聚合物电解质离子电导率高、离子迁移数高。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种锂离子电池自修复聚合物电解质的制备方法，包括以下步骤：
(1)将聚(乙二醇)双(3-氨基丙基)加入到溶剂中，室温搅拌溶解，配制成溶液；
(2)向步骤(1)所得溶液中加入1,3,5-三甲酰苯，混合搅拌后得到混合溶液；
(3)向步骤(2)所得混合溶液除去溶剂，得到凝胶；
(4)将步骤(3)所得凝胶浸入液态电解液中，溶胀活化，吸附至饱和，即可得到锂离子电池自修复聚合物凝胶电解质；
其中，聚(乙二醇)双(3-氨基丙基)和1,3,5-三甲酰苯的总质量与有机溶剂的质量比为1:1-1:3。
本发明将聚(乙二醇)双(3-氨基丙基)和1,3,5-三甲酰苯进行聚合反应，调整聚(乙二醇)双(3-氨基丙基)和1,3,5-三甲酰苯的质量比，制备的电解质具有良好的自我修复性能、高离子电导率和高离子迁移数。
作为本发明所述锂离子电池自修复聚合物电解质制备方法的优选实施方式，所述聚(乙二醇)双(3-氨基丙基)和1,3,5-三甲酰苯的总质量与有机溶剂的质量比为1:1-3:7。
作为本发明所述锂离子电池自修复聚合物电解质制备方法的优选实施方式，所述聚(乙二醇)双(3-氨基丙基)和1,3,5-三甲酰苯的总质量与有机溶剂的质量比为3:7。
作为本发明所述锂离子电池自修复聚合物电解质制备方法的优选实施方式，所述有机溶剂为碳酸丙烯、N-甲基吡咯酮、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺中的一种。
作为本发明所述锂离子电池自修复聚合物电解质制备方法的优选实施方式，所述步骤(3)除去有机溶剂的方法为：将步骤(2)所得混合溶液置于80℃鼓风干燥箱中干燥3h，然后转移到真空干燥箱中干燥10h。
作为本发明所述锂离子电池自修复聚合物电解质制备方法的优选实施方式，所述步骤(4)中步骤(3)所得凝胶浸入液态电解液中的浸泡时间为15秒。
作为本发明所述锂离子电池自修复聚合物电解质制备方法的优选实施方式，所述步骤(4)中液态电解液由锂盐和溶剂组成。
作为本发明所述锂离子电池自修复聚合物电解质制备方法的优选实施方式，所述锂盐为六氟磷酸锂、双氟磺酰亚胺锂、二氟草酸硼酸锂中的一种。
作为本发明所述锂离子电池自修复聚合物电解质制备方法的优选实施方式，所述有机溶剂为碳酸乙烯酯、氟代碳酸乙烯酯和乙氧基(五氟)环三磷腈的混合液。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：本发明制成的锂离子电池自修复凝胶电解质可制成任意形状，可塑性高，稳定性好，离子电导率高，机械强度好，较传统锂离子电池安全性能好，避免了漏液问题，具有自修复性能；其制备工艺简单，材料易得，便于操作，生产周期短，环保性好。
附图说明
图1为实施例1制备的锂离子电池自修复凝胶电解质的修复性能图；
图2为实施例1制备的锂离子电池自修复凝胶电解质的电化学窗口图；
图3为实施例1制备的电解质膜组装的磷酸铁锂电池充放电性能图。
具体实施方式
为更好的说明本发明的目的、技术方案和优点，下面将结合具体实施例和附图对本发明作进一步的说明。
实施例1
本实施例提供了一种锂离子电池自修复聚合物电解质的制备方法，包括以下步骤：
(1)将聚(乙二醇)双(3-氨基丙基)加入到N,N-二甲基甲酰胺中，室温搅拌溶解，配制成溶液；
(2)向步骤(1)所得溶液中加入1,3,5-三甲酰苯，混合搅拌后得到混合溶液；
(3)向步骤(2)所得混合溶液置于温度为80℃的鼓风干燥箱中干燥3小后，再转移至真空干燥箱中干燥10小时除去溶剂，得到凝胶；
(4)将步骤(3)所得凝胶浸入液态电解液中，溶胀活化，吸附至饱和，即可得到锂离子电池自修复聚合物凝胶电解质；
其中，聚(乙二醇)双(3-氨基丙基)和1,3,5-三甲酰苯的总质量与有机溶剂的质量比为3:7；液态电解液由锂盐和有机溶剂组成，所述锂盐由0.1M六氟磷酸锂、0.8M双氟黄酰亚胺锂和0.3M二氟草酸硼酸锂组成；有机溶剂由碳酸乙烯酯、氟代碳酸乙烯酯和乙氧基(五氟)环三磷腈按70:25:5体积配比制成的混合液。
实施例2
本实施例提供了一种锂离子电池自修复聚合物电解质的制备方法，包括以下步骤：
(1)将聚(乙二醇)双(3-氨基丙基)加入到N,N-二甲基甲酰胺中，室温搅拌溶解，配制成溶液；
(2)向步骤(1)所得溶液中加入1,3,5-三甲酰苯，混合搅拌后得到混合溶液；
(3)向步骤(2)所得混合溶液置于温度为80℃的鼓风干燥箱中干燥3小后，再转移至真空干燥箱中干燥10小时除去溶剂，得到凝胶；
(4)将步骤(3)所得凝胶浸入液态电解液中，溶胀活化，吸附至饱和，即可得到锂离子电池自修复聚合物凝胶电解质；
其中，聚(乙二醇)双(3-氨基丙基)和1,3,5-三甲酰苯的总质量与有机溶剂的质量比为1:1；液态电解液由锂盐和有机溶剂组成，所述锂盐由0.1M六氟磷酸锂、0.8M双氟黄酰亚胺锂和0.3M二氟草酸硼酸锂组成；有机溶剂由碳酸乙烯酯、氟代碳酸乙烯酯和乙氧基(五氟)环三磷腈按70:25:5体积配比制成的混合液。
实施例3
本实施例提供了一种锂离子电池自修复聚合物电解质的制备方法，包括以下步骤：
(1)将聚(乙二醇)双(3-氨基丙基)加入到N,N-二甲基甲酰胺中，室温搅拌溶解，配制成溶液；
(2)向步骤(1)所得溶液中加入1,3,5-三甲酰苯，混合搅拌后得到混合溶液；
(3)向步骤(2)所得混合溶液置于温度为80℃的鼓风干燥箱中干燥3小后，再转移至真空干燥箱中干燥10小时除去溶剂，得到凝胶；
(4)将步骤(3)所得凝胶浸入液态电解液中，溶胀活化，吸附至饱和，即可得到锂离子电池自修复聚合物凝胶电解质；
其中，聚(乙二醇)双(3-氨基丙基)和1,3,5-三甲酰苯的总质量与有机溶剂的质量比为1:2；液态电解液由锂盐和有机溶剂组成，所述锂盐由0.1M六氟磷酸锂、0.8M双氟黄酰亚胺锂和0.3M二氟草酸硼酸锂组成；有机溶剂由碳酸乙烯酯、氟代碳酸乙烯酯和乙氧基(五氟)环三磷腈按70:25:5体积配比制成的混合液。
实施例4
本实施例提供了一种锂离子电池自修复聚合物电解质的制备方法，包括以下步骤：
(1)将聚(乙二醇)双(3-氨基丙基)加入到N,N-二甲基甲酰胺中，室温搅拌溶解，配制成溶液；
(2)向步骤(1)所得溶液中加入1,3,5-三甲酰苯，混合搅拌后得到混合溶液；
(3)向步骤(2)所得混合溶液置于温度为80℃的鼓风干燥箱中干燥3小后，再转移至真空干燥箱中干燥10小时除去溶剂，得到凝胶；
(4)将步骤(3)所得凝胶浸入液态电解液中，溶胀活化，吸附至饱和，即可得到锂离子电池自修复聚合物凝胶电解质；
其中，聚(乙二醇)双(3-氨基丙基)和1,3,5-三甲酰苯的总质量与有机溶剂的质量比为1:3；液态电解液由锂盐和有机溶剂组成，所述锂盐由0.1M六氟磷酸锂、0.8M双氟黄酰亚胺锂和0.3M二氟草酸硼酸锂组成；有机溶剂由碳酸乙烯酯、氟代碳酸乙烯酯和乙氧基(五氟)环三磷腈按70:25:5体积配比制成的混合液。
实施例5
本实施例提供了一种锂离子电池自修复聚合物电解质的制备方法，包括以下步骤：
(1)将聚(乙二醇)双(3-氨基丙基)加入到N,N-二甲基乙酰胺中，室温搅拌溶解，配制成溶液；
(2)向步骤(1)所得溶液中加入1,3,5-三甲酰苯，混合搅拌后得到混合溶液；
(3)向步骤(2)所得混合溶液置于温度为80℃的鼓风干燥箱中干燥3小后，再转移至真空干燥箱中干燥10小时除去溶剂，得到凝胶；
(4)将步骤(3)所得凝胶浸入液态电解液中，溶胀活化，吸附至饱和，即可得到锂离子电池自修复聚合物凝胶电解质；
其中，聚(乙二醇)双(3-氨基丙基)和1,3,5-三甲酰苯的总质量与有机溶剂的质量比为3:7；液态电解液由锂盐和有机溶剂组成，所述锂盐由0.1M六氟磷酸锂、0.8M双氟黄酰亚胺锂和0.3M二氟草酸硼酸锂组成；有机溶剂由碳酸乙烯酯、氟代碳酸乙烯酯和乙氧基(五氟)环三磷腈按70:25:5体积配比制成的混合液。
实施例6
本实施例提供了一种锂离子电池自修复聚合物电解质的制备方法，包括以下步骤：
(1)将聚(乙二醇)双(3-氨基丙基)加入到碳酸丙烯中，室温搅拌溶解，配制成溶液；
(2)向步骤(1)所得溶液中加入1,3,5-三甲酰苯，混合搅拌后得到混合溶液；
(3)向步骤(2)所得混合溶液置于温度为80℃的鼓风干燥箱中干燥3小后，再转移至真空干燥箱中干燥10小时除去溶剂，得到凝胶；
(4)将步骤(3)所得凝胶浸入液态电解液中，溶胀活化，吸附至饱和，即可得到锂离子电池自修复聚合物凝胶电解质；
其中，聚(乙二醇)双(3-氨基丙基)和1,3,5-三甲酰苯的总质量与有机溶剂的质量比为3:7；液态电解液由锂盐和有机溶剂组成，所述锂盐由0.1M六氟磷酸锂、0.8M双氟黄酰亚胺锂和0.3M二氟草酸硼酸锂组成；有机溶剂由碳酸乙烯酯、氟代碳酸乙烯酯和乙氧基(五氟)环三磷腈按70:25:5体积配比制成的混合液。
实施例7
本实施例提供了一种锂离子电池自修复聚合物电解质的制备方法，包括以下步骤：
(1)将聚(乙二醇)双(3-氨基丙基)加入到N-甲基吡咯酮中，室温搅拌溶解，配制成溶液；
(2)向步骤(1)所得溶液中加入1,3,5-三甲酰苯，混合搅拌后得到混合溶液；
(3)向步骤(2)所得混合溶液置于温度为80℃的鼓风干燥箱中干燥3小后，再转移至真空干燥箱中干燥10小时除去溶剂，得到凝胶；
(4)将步骤(3)所得凝胶浸入液态电解液中，溶胀活化，吸附至饱和，即可得到锂离子电池自修复聚合物凝胶电解质；
其中，聚(乙二醇)双(3-氨基丙基)和1,3,5-三甲酰苯的总质量与有机溶剂的质量比为3:7；液态电解液由锂盐和有机溶剂组成，所述锂盐由0.1M六氟磷酸锂、0.8M双氟黄酰亚胺锂和0.3M二氟草酸硼酸锂组成；有机溶剂由碳酸乙烯酯、氟代碳酸乙烯酯和乙氧基(五氟)环三磷腈按70:25:5体积配比制成的混合液。
实施例8
将实施例1制备的锂离子电池自修复聚合物凝胶电解质置于手套箱中，用直径为16mm的裁孔器裁出16mm的电解质膜，装在纽扣电池中测试交联阻抗、离子电导率、离子迁移数。测试结果如图2所示。
将上述电解质膜夹在磷酸铁锂正极片和金属锂负极片之间，组装成磷酸铁锂电池，进行充放电实验，实验结果如图3所示。
图1为实施例1制备的锂离子电池自修复凝胶电解质的修复性能图，从图中可以看出，本发明的锂离子电池自修复凝胶电解质具备自我修复性能。
图2为实施例1制备的锂离子电池自修复凝胶电解质的电化学窗口图，图3为实施例1制备的电解质膜组装的磷酸铁锂电池充放电性能图。从图2和图3中可以看出，本发明的锂离子电池自修复凝胶电解质具有较高的离子电导率和离子迁移数。
最后所应当说明的是，以上实施例用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者同等替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。
Claims (9)
1.一种锂离子电池自修复聚合物电解质的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将聚(乙二醇)双(3-氨基丙基)加入到溶剂中，室温搅拌溶解，配制成溶液；
(2)向步骤(1)所得溶液中加入1,3,5-三甲酰苯，混合搅拌后得到混合溶液；
(3)向步骤(2)所得混合溶液除去溶剂，得到凝胶；
(4)将步骤(3)所得凝胶浸入液态电解液中，溶胀活化，吸附至饱和，即可得到锂离子电池自修复聚合物凝胶电解质；
其中，聚(乙二醇)双(3-氨基丙基)和1,3,5-三甲酰苯的总质量与有机溶剂的质量比为1:1-1:3。
2.根据权利要求1所述锂离子电池自修复聚合物电解质的制备方法，其特征在于，所述聚(乙二醇)双(3-氨基丙基)和1,3,5-三甲酰苯的总质量与有机溶剂的质量比为1:1-3:7。
3.根据权利要求2所述锂离子电池自修复聚合物电解质的制备方法，其特征在于，所述聚(乙二醇)双(3-氨基丙基)和1,3,5-三甲酰苯的总质量与有机溶剂的质量比为3:7。
4.根据权利要求1所述锂离子电池自修复聚合物电解质的制备方法，其特征在于，所述有机溶剂为碳酸丙烯、N-甲基吡咯酮、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺中的一种。
5.根据权利要求1所述锂离子电池自修复聚合物电解质的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)除去有机溶剂的方法为：将步骤(2)所得混合溶液置于80℃鼓风干燥箱中干燥3h，然后转移到真空干燥箱中干燥10h。
6.根据权利要求1所述锂离子电池自修复聚合物电解质的制备方法，其特征在于，所述步骤(4)中步骤(3)所得凝胶浸入液态电解液中的浸泡时间为15秒。
7.根据权利要求1所述锂离子电池自修复聚合物电解质的制备方法，其特征在于，所述步骤(4)中液态电解液由锂盐和有机溶剂组成。
8.根据权利要求7所述锂离子电池自修复聚合物电解质的制备方法，其特征在于，所述锂盐为六氟磷酸锂、双氟磺酰亚胺锂、二氟草酸硼酸锂中的一种。
9.根据权利要求7所述锂离子电池自修复聚合物电解质的制备方法，其特征在于，所述有机溶剂为碳酸乙烯酯、氟代碳酸乙烯酯和乙氧基(五氟)环三磷腈的混合液。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110732656.2A CN113506917A (zh) | 2021-06-29 | 2021-06-29 | 一种锂离子电池自修复聚合物电解质的制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110732656.2A CN113506917A (zh) | 2021-06-29 | 2021-06-29 | 一种锂离子电池自修复聚合物电解质的制备方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN113506917A true CN113506917A (zh) | 2021-10-15 |
Family
ID=78011424
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202110732656.2A Pending CN113506917A (zh) | 2021-06-29 | 2021-06-29 | 一种锂离子电池自修复聚合物电解质的制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN113506917A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116154280A (zh) * | 2023-04-23 | 2023-05-23 | 远景动力技术(鄂尔多斯市)有限公司 | 一种锂电池的凝胶电解质及其应用 |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2770034A1 (fr) * | 1997-10-16 | 1999-04-23 | Electricite De France | Nouvel electrolyte polymere solide et ensemble electrochimique multicouche comprenant un tel electrolyte polymere solide |
| CN101001887A (zh) * | 2004-08-13 | 2007-07-18 | 日本曹达株式会社 | 多分支聚合物及其制造方法 |
| US20140255792A1 (en) * | 2011-10-28 | 2014-09-11 | Lubrizol Advanced Materials, Inc. | Polyurethane Based Electrolyte Systems For Electrochemical Cells |
| CN107069085A (zh) * | 2017-05-04 | 2017-08-18 | 中国科学院化学研究所 | 一类柔性固态聚合物电解质的制备方法及应用 |
| CN108110315A (zh) * | 2017-12-08 | 2018-06-01 | 河北师范大学 | 一种锂离子电池自修复聚合物电解质的制备方法 |
| CN111313083A (zh) * | 2020-03-13 | 2020-06-19 | 东华大学 | 一种复合固态电解质薄膜及其制备和应用 |
| CN112979897A (zh) * | 2021-03-22 | 2021-06-18 | 南昌航空大学 | 一种可愈合的离子凝胶聚合物电解质的制备方法 |
-
2021
- 2021-06-29 CN CN202110732656.2A patent/CN113506917A/zh active Pending
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2770034A1 (fr) * | 1997-10-16 | 1999-04-23 | Electricite De France | Nouvel electrolyte polymere solide et ensemble electrochimique multicouche comprenant un tel electrolyte polymere solide |
| CN101001887A (zh) * | 2004-08-13 | 2007-07-18 | 日本曹达株式会社 | 多分支聚合物及其制造方法 |
| US20140255792A1 (en) * | 2011-10-28 | 2014-09-11 | Lubrizol Advanced Materials, Inc. | Polyurethane Based Electrolyte Systems For Electrochemical Cells |
| CN107069085A (zh) * | 2017-05-04 | 2017-08-18 | 中国科学院化学研究所 | 一类柔性固态聚合物电解质的制备方法及应用 |
| CN108110315A (zh) * | 2017-12-08 | 2018-06-01 | 河北师范大学 | 一种锂离子电池自修复聚合物电解质的制备方法 |
| CN111313083A (zh) * | 2020-03-13 | 2020-06-19 | 东华大学 | 一种复合固态电解质薄膜及其制备和应用 |
| CN112979897A (zh) * | 2021-03-22 | 2021-06-18 | 南昌航空大学 | 一种可愈合的离子凝胶聚合物电解质的制备方法 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116154280A (zh) * | 2023-04-23 | 2023-05-23 | 远景动力技术(鄂尔多斯市)有限公司 | 一种锂电池的凝胶电解质及其应用 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN109888380B (zh) | 一种固态聚合物电解质及其在锂金属电池中的应用 | |
| CN102244292A (zh) | 锂离子电池离子液体基凝胶聚合物电解质及制备与应用 | |
| CN105958122A (zh) | 三维交联网络聚合物凝胶电解质膜、制备方法及锂离子电池 | |
| CN109638350A (zh) | 一种对锂稳定的丁二腈基固态电解质、制备方法及其应用 | |
| CN113675465A (zh) | 一种改性的聚己内酯基聚合物固态电解质及其制备方法与全固态金属锂电池 | |
| CN112952192B (zh) | 一种掺杂聚氨基薁的有机聚合物电解质薄膜的制备方法及其应用 | |
| CN113506917A (zh) | 一种锂离子电池自修复聚合物电解质的制备方法 | |
| CN103682431A (zh) | 凝胶聚合物电解质及其制备方法、电化学电源及其应用 | |
| CN108832178A (zh) | 单离子聚合物电解质及其制备方法和应用 | |
| 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 | |
| CN111092226A (zh) | 一种锂硫电池粘结剂及其制备方法与应用 | |
| CN113193235B (zh) | 自修复聚合物电解质膜及其制备方法、电池 | |
| CN115295865A (zh) | 一种原位聚合固态聚合物电解质锂离子电池的制备方法 | |
| CN114006033A (zh) | 固态电解质表面盐包聚合物界面保护层及其制备方法 | |
| CN114142099A (zh) | 一种复合固态电解质膜的制备方法和电化学储能装置 | |
| CN109671978B (zh) | 一种耐高电压的固态聚合物电解质、制备方法及其应用 | |
| CN113964380A (zh) | 一种可原位热聚合的自修复聚合物电解质及其制备方法 | |
| CN114069037A (zh) | 一种凝胶聚合物电解质及其制备方法和应用、固态锂电池及其制备方法 | |
| CN110416605B (zh) | 一种不饱和含硫复合电解质、其制备方法及其应用 | |
| CN103682430A (zh) | 凝胶聚合物电解质及其制备方法、电化学电源及其应用 | |
| CN103682432A (zh) | 凝胶聚合物电解质及其制备方法、电化学电源及其应用 | |
| CN117457995B (zh) | 复合固态电解质及其制备方法与用其制备的锂离子电池 | |
| CN103804830A (zh) | 聚丙烯腈-甲基丙烯酸甲酯基凝胶聚合物膜及其制备和应用 | |
| CN114824462A (zh) | 一种氟化凝胶电解质及其制备方法 | |
| CN116259833A (zh) | 交联聚合物固态电解质及其制备方法和应用 |
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 | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20211015 |