[发明专利]一种锂离子电池凝胶态聚合物电解质及制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种锂离子电池凝胶态聚合物电解质，具体地说是利用热引发剂使聚合物进行化学交联反应制备一种凝胶态聚合物电解质，属电池材料领域。

本发明还涉及该电解质的制备方法。

背景技术

聚合物锂离子电池是在液体锂离子电池基础上发展起来的新一代高比能量二次电池体系，具有能量密度高、小型化、超薄化、轻量化，以及高安全性和低成本等多种明显优势，然而电解质作为锂离子电池的重要组成部分，承担着锂离子在正负两电极之间传输的桥梁和纽带，它的性能好坏直接影响锂离子电池电化学性能、机械力学性能、热稳定性和化学稳定性的优劣。凝胶态聚合物电解质具有合适微结构的网络状，利用固定在微结构中的液态电解质分子实现离子传导，并且具有固态聚合物的稳定性、可塑性和干态特点，又具有液态电解质的高离子导电性，在室温下离子电导率10^-3S/cm数量级，可以解决锂离子电池漏液、安全性能问题。

研究锂离子电池凝胶态聚合物电解质，目前已开发了多种凝胶型聚合物电解质，如PEO体系、PAN体系、PMMA体系、PVDF体系等，但这些体系离子电导率偏低，达不到10^-3S/cm，成本也较高，制备工艺相对复杂。

发明内容

本发明的目的正是为了克服上述己有技术的缺点与不足而提供一种离子电导率高、机械稳定性好、产品成本低、工艺简单、具有半互网状结构的锂离子电池凝聚态聚合物电解质，从而提高了电池质量。

本发明还提供该电解质的制备方法。

本发明的目的是通过下列技术方案实现的：

一种锂离子电池凝胶态聚合物电解质，由下述重量百分比的原料组成：

          双键的聚(偏氟乙烯-六氟丙烯)或

          接枝胺基的聚(偏氟乙烯-六氟丙烯)        1~5.00%

          预聚体                                            1~10.00%

          酯类单体                                         0~10.00%

          交联剂                                            1~5.00%

          热引发剂                                        0.1~1.00%

          非水溶剂                                        70.00~80.00%

          锂盐                                              10.00~12.00%，

所述的双键的聚(偏氟乙烯-六氟丙烯)是将聚(偏氟乙烯-六氟丙烯)在真空条件下，60℃干燥24h，得到聚(偏氟乙烯-六氟丙烯)粉末，在水浴加热至60℃浸没于NaOH 2.5mol/L的水溶液中，搅拌30min，然后过滤，并用去离子水反复清洗、过滤，最后在真空条件下，50℃干燥24h，得到双键的聚(偏氟乙烯-六氟丙烯)或继续引入胺基得到接枝胺基的聚(偏氟乙烯-六氟丙烯)；

所述的预聚体是一种甲基丙烯酸甲酯，在有机溶剂中，通过溶液聚合制备不同分子量的产物，分子量均为小于30,000；

所述的酯类单体选自（α-甲基）丙烯酸烷酯、丙烯酸烷酯、（α-甲基）丙烯酸氟烷酯或丙烯酸氟烷酯中的一种；

所述的交联剂选自聚乙二醇二甲基丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯或新戊二醇二丙烯酸酯中的一种；

所述的热引发剂选自过氧化二苯甲酰、偶氮二异丁腈、过氧化十二烷酰或过氧化二碳酸二异丙酯中的一种；

所述的锂盐为四氟硼酸锂或六氟磷酸锂中的一种；

所述非水溶剂选自碳酸乙烯酯、碳酸甲乙酯和碳酸二甲酯的三种组合物，其重量比为1：1：1。