[发明专利]一种PEO基质凝胶聚合物电解质及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及电解质领域，尤其涉及一种PEO基质凝胶聚合物电解质及其制备方法。

背景技术

安全问题是制约大容量、高功率锂离子电池应用的瓶颈。目前广泛使用的液态电解质产生的漏液、电解质氧化分解及热失控等引起的燃烧、爆炸是电池的主要安全隐患。凝胶聚合物电解质锂离子电池因具有安全、无泄漏、漏电流小等优点而被研究者们所重视。并且凝胶聚合物电解质是一种新型的功能高分子材料,可同时作为隔膜和电解质材料,可使电池薄形化,从而提高电池造型设计的灵活性。

PEO具有固态电解质的易加工，热塑性好等优点，但是PEO电解质体系的电导率非常低，在40-100℃时，电解质电导率只有10^-8-10^-4S/cm，限制了它的应用。

发明内容

基于上述问题，本发明所要解决的问题在于提供一种PEO基质凝胶聚合物电解质

本发明的技术方案如下：

一种PEO基质凝胶聚合物电解质，包括PEO基质、CH₃COOLi/EC+DMC锂盐和氟代烷基亚磷酸酯；其中，CH₃COOLi与氟代烷基亚磷酸酯的摩尔比为1:0.001~1:0.05。

所述PEO基质凝胶聚合物电解质，其中，所述CH₃COOLi与氟代烷基亚磷酸酯的摩尔比为1:0.02~1:0.05。

所述PEO基质凝胶聚合物电解质，其中，所述CH₃COOLi/EC+DMC锂盐的摩尔浓度为1mol/L；EC（碳酸乙酯）与DMC（碳酸二甲酯）的体积比为1:2。

所述PEO基质凝胶聚合物电解质，其中，所述氟代烷基亚磷酸酯选自三(2,2,2-三氟乙基)亚磷酸酯或三(3,3,3-三氟丙基)亚磷酸酯。

本发明还提供一种PEO基质凝胶聚合物电解质的制备方法，包括如下步骤：

S1、将氟代烷基亚磷酸酯加入CH₃COOLi/EC+DMC锂盐溶液中，超声分散，形成混合溶液；其中，CH₃COOLi与氟代烷基亚磷酸酯的摩尔比为1:0.001~1:0.05；

S2、将干燥好的PEO微孔膜浸入上述混合溶液中，5~60min后将其取出，即得到PEO基质凝胶聚合物电解质。

所述PEO基质凝胶聚合物电解质的制备方法，步骤S1中，所述CH₃COOLi与氟代烷基亚磷酸酯的摩尔比为1:0.02~1:0.05。

所述PEO基质凝胶聚合物电解质的制备方法，步骤S1中，步骤S1中，所述CH₃COOLi/EC+DMC锂盐溶液的摩尔浓度为1mol/L；EC与DMC的体积比为1:2。

所述PEO基质凝胶聚合物电解质的制备方法，步骤S1中，步骤S1中，所述氟代烷基亚磷酸酯选自三(2,2,2-三氟乙基)亚磷酸酯或三(3,3,3-三氟丙基)亚磷酸酯。

本发明提供的PEO基质凝胶聚合物电解质，其氟代烷基亚磷酸酯能与CH₃COO^-（乙酸根）形成配合物，从而使CH₃COOLi的离解度增加，锂离子的迁移数增加，从而大幅度提高其电导率；且本发明属于PEO基质凝胶聚合物电解质，其用于锂离子电池后，无泄漏、安全性能好；且能大大提高PEO基质凝胶聚合物电解质的电导率。

附图说明

图1为本发明PEO基质凝胶聚合物电解质的制备工艺流程图。

具体实施方式

本发明提供的PEO基质凝胶聚合物电解质，包括PEO基质、CH₃COOLi/EC+DMC锂盐和氟代烷基亚磷酸酯；其中，CH₃COOLi与氟代烷基亚磷酸酯的摩尔比为1:0.001~1:0.05；EC与DMC为混合电解液，起到增塑剂的作用，而氟代烷基亚磷酸酯则为添加剂。PEO基质凝胶聚合物电解质中，PEO基质、CH₃COOLi和EC+DMC（表示EC与DMC的混合电解液）的用量为三者之间能形溶胶的一个质量比例，即EC+DMC混合电解液的体积数可以与PEO基质和CH₃COOLi的质量数形成溶胶，在这一前提条件下，三者之间的质量比可以任意组合。

所述PEO基质凝胶聚合物电解质，其中，所述CH₃COOLi与氟代烷基亚磷酸酯的摩尔比为1:0.02~1:0.05。