[发明专利]一种PVDF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PVDF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。

PVDF体系由于C-F是很强吸电子基团，PVDF基聚合物电解质具有较强的抗氧化能力，而且，其介电常数(8.4)高，有助于锂盐的解离和载流子浓度的提高，并且其具有好的机械强度、化学稳定性、电化学稳定性、热稳定性，适合做电解质基质材料；LiPF6因为较高的电导率，是最常用的锂盐之一，然而，在电化学循环过程中，六氟膦酸根容易水解和热解，导致使用含LiPF6的PVDF基凝胶聚合物电解质作电解质的双电层电容器的稳定性降低。

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PVDF基质凝胶聚合物电解质

本发明的技术方案如下：

一种PVDF基质凝胶聚合物电解质，包括PVDF基质、LiPF₆/PC+DMC锂盐和醇胺类化合物；其中，LiPF₆与醇胺类化合物的摩尔比为1:0.001~1:0.05。

所述PVDF基质凝胶聚合物电解质，其中，所述LiPF₆与醇胺类化合物的摩尔比为1:0.02~1:0.05。

所述PVDF基质凝胶聚合物电解质，其中，所述LiPF₆/PC+DMC锂盐的摩尔浓度为1mol/L；PC（碳酸丙酯）与DMC（碳酸二甲酯）的体积比为1:2。

所述PVDF基质凝胶聚合物电解质，其中，所述醇胺类化合物选自乙醇胺或丙醇胺。

本发明还提供一种PVDF基质凝胶聚合物电解质的制备方法，包括如下步骤：

S1、将醇胺类化合物加入LiPF₆/PC+DMC锂盐溶液中，超声分散，形成混合溶液；其中，LiPF₆与醇胺类化合物的摩尔比为1:0.001~1:0.05；

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

所述PVDF基质凝胶聚合物电解质的制备方法，步骤S1中，所述LiPF₆与醇胺类化合物的摩尔比为1:0.02~1:0.05。

所述PVDF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LiPF₆/PC+DMC锂盐溶液的摩尔浓度为1mol/L；且PC（碳酸丙酯）与DMC（碳酸二甲酯）的体积比为1:2。

所述PVDF基质凝胶聚合物电解质的制备方法，步骤S1中，步骤S1中，所述醇胺类化合物选自乙醇胺或丙醇胺。

本发明提供的PVDF基质凝胶聚合物电解质，其醇胺类化合物能够抑制PF₆（六氟膦酸根）在电化学循环过程中的水解和热解，从而能大大提高使用本发明做电解质的双层电容器的稳定性；且本发明属于PVDF基凝胶聚合物电解质，其用于双层电容器后，无泄漏、安全性能好，且能大大提高使用含LiPF₆的PVDF基凝胶聚合物电解质作电解质的双电层电容器的稳定性。

附图说明

图1为本发明PVDF基质凝胶聚合物电解质的制备工艺流程图；

图2为使用实施例1中制得的电解质的双层电容器与使用对比例1中制得的电解质的双层电容器在不同循环次数下的比电容关系图；其中，横坐标为循环次数，纵坐标为比电容值（F/g）。

具体实施方式

本发明提供的PVDF基质凝胶聚合物电解质，包括PVDF基质、LiPF₆/PC+DMC锂盐和醇胺类化合物；其中，LiPF₆与醇胺类化合物的摩尔比为1:0.001~1:0.05，PC与DMC为混合电解液，起到增塑剂的作用，而醇胺类化合物则为添加剂。PVDF基质凝胶聚合物电解质中，PVDF基质、LiPF₆和PC+DMC（表示PC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PC+DMC混合电解液的体积数可以与PVDF基质和LiPF₆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。