[发明专利]一种PMMA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PMMA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。

PMMA体系由于MMA单元中的羰基与碳酸酯类增塑剂中的氧能发生较强的相互作用，因此能够吸收大量的液体电解质溶液，并表现出与锂电极较好的界面稳定性,但是，其锂离子迁移数偏低(阳离子迁移数一般不超过0.5)，使其电导率还有待提高。

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PMMA基质凝胶聚合物电解质

本发明的技术方案如下：

一种PMMA基质凝胶聚合物电解质，包括PMMA基质、LiSCN/EC+DMC锂盐和含N-Si基的化合物；其中，LiSCN与含N-Si基的化合物的摩尔比为1:0.001~1:0.05。

所述PMMA基质凝胶聚合物电解质，其中，所述LiSCN与含N-Si基的化合物的摩尔比为1:0.02~1:0.05。

所述PMMA基质凝胶聚合物电解质，其中，所述LiSCN/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PMMA基质凝胶聚合物电解质，其中，所述含N-Si基的化合物选自N,N-二乙基-1,1,1-三甲基硅基胺或六甲基二硅氮烷。

本发明还提供一种PMMA基质凝胶聚合物电解质的制备方法，包括如下步骤：

S1、将含N-Si基的化合物加入LiSCN/EC+DMC锂盐溶液中，超声分散，形成混合溶液；其中，LiSCN与含N-Si基的化合物的摩尔比为1:0.001~1:0.05；

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

所述PMMA基质凝胶聚合物电解质的制备方法，步骤S1中，所述LiSCN与含N-Si基的化合物的摩尔比为1:0.02~1:0.05。

所述PMMA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LiSCN/EC+DMC锂盐溶液的摩尔浓度为1mol/L；EC（碳酸乙酯）与DMC（碳酸二甲酯）的体积比为1:2。

所述PMMA基质凝胶聚合物电解质的制备方法，步骤S1中，步骤S1中，所述含N-Si基的化合物选自N,N-二乙基-1,1,1-三甲基硅基胺或六甲基二硅氮烷。

本发明提供的PMMA基质凝胶聚合物电解质，其含N-Si基的化合物能与SCN-（硫氰酸根）形成配合物，从而使LiSCN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PMMA基凝胶聚合物电解质，其用于锂离子电池后，无泄漏、安全性能好，且能大大提高PMMA基凝胶聚合物电解质的电导率。

附图说明

图1为本发明PMMA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PMMA基质凝胶聚合物电解质，包括PMMA基质、LiSCN/EC+DMC锂盐和含N-Si基的化合物；其中，LiSCN与含N-Si基的化合物的摩尔比为1:0.001~1:0.05，EC与DMC为混合电解液，起到增塑剂的作用，而含N-Si基的化合物则为添加剂。PMMA基质凝胶聚合物电解质中，PMMA基质、LiSCN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LiSCN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PMMA基质凝胶聚合物电解质，其中，所述LiSCN与含N-Si基的化合物的摩尔比为1:0.02~1:0.05。

所述PMMA基质凝胶聚合物电解质，其中，所述LiSCN/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PMMA基质凝胶聚合物电解质，其中，所述含N-Si基的化合物选自N,N-二乙基-1,1,1-三甲基硅基胺或六甲基二硅氮烷。