[发明专利]聚合物锂离子电池用凝胶电解液的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于聚合物锂离子电池技术领域，特别是涉及一种聚合物锂离子 电池用凝胶电解液的制备方法。

背景技术

锂离子电池具有电压高比功率高比容量大等优点有望取代化石燃料成 为汽车的动力来源，对解决能源危机和环境污染问题具有重要意义，因而受 到了各国政府和科研人员广泛关注，然而锂离子电池适用的温度范围窄，在 高于55℃时电池容量衰减快，甚至可能发生燃烧或爆炸而限制了其广泛应用， 因此开展提高锂离子电池高低温性能商品化动力电源的研究具有重要的现实 意义。

目前，锂离子电池大部分采用液态电解质，尽管液态电解质锂离子电池 具有高比能量、低自放电率、循环寿命长及绿色环保等优点，但是液态电解 质锂离子电池也有一些不足之处，如：⑴液态电解质锂离子电池中使用的液 态有机电解液质在放电过程中容易分解产生气体，形成过大的蒸汽压，存在 漏液的可能，造成电池的安全隐患；⑵由于液态电解质锂离子电池采用金属 外壳，因此电池对内压积累不敏感，在滥用条件下极易发生燃烧、爆炸等危 险。因此在液态电解质锂离子电池的基础上，开发了一种不仅具有液态电解 质锂离子电池具有的高电压、高比能量，长循环寿命等优点，而且具有安全 性能的聚合物锂离子电池。

目前公知的聚合物锂离子电池一种是采用塑化态聚合物电解质，这种电 解质制成的聚合物锂离子电池制作工艺相当复杂，设备及工艺要求高，工序 控制困难，使得电池的制备成本较高，难以实现商品化生产；另一种是将电 解液注入到电池内部，通过热或紫外光的引发方式，使电解质在电池内部聚 合，这种电解质制成的聚合物锂离子电池操作简单，但由于电池内部聚合引 发剂的残余很难消除，影响了电池的高低温循环性能。

发明内容

本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种保证高低温条件下 电池循环性能良好，并且制作工艺简单，成本低廉，适于聚合物锂离子电池 商品化生产的聚合物锂离子电池用凝胶电解液的制备方法。

本发明包括如下技术方案：

聚合物锂离子电池用凝胶电解液的制备方法，其特点是:包括以下制备步 骤:

步骤1：配制基础电解液

按照锂浓度为1.15-1.2mol/L的比例，将电解质锂盐和有机溶剂在 0-90℃，进行1-20小时反应，作为基础电解液；

步骤2：配制交联聚合液

按照步骤1中基础电解液的重量百分比，分别将10-20％的聚合单体、 22-34％的交联剂和46-78％的溶剂混合液加入到基础电解液中，作为交联聚合 液；

步骤3：制作凝胶电解液

按照步骤2交联聚合液中聚合单体和交联剂总重量1.2％-2.2％的比例， 在交联聚合液中加入引发剂，15-45℃温度下，进行2-6小时引发聚合，完成 聚合物锂离子电池用凝胶电解液制作过程；然后将凝胶电解液注入正在装配 的聚合物锂离子电池中。

本发明还可以采用如下技术措施：

所述电解质锂盐为六氟磷酸锂、高氯酸锂中一种，或摩尔比为20-32:1 的六氟磷酸锂和高氯酸锂混合物。

所述有机溶剂为复数种碳酸酯类有机溶剂配制成复合有机溶剂。

所述复合有机溶剂为体积比1-9:1-10:2-20的碳酸乙烯酯(EC)、碳酸二 甲酯(DMC)和碳酸甲乙酯(EMC)的混合物。

所述聚合单体为甲基丙烯酸甲酯(MMA)、丙烯腈(AN)、环氧乙烷 (EO)或四氟乙烯(VDF)之一种。

所述交联剂为正己基丙烯酸酯。

所述溶剂混合液为碳酸二乙酯(DEC)和碳酸甲乙酯(EMC)的混合物。

所述引发剂为偶氮二异丁腈、过氧化二苯甲酰、过氧化二碳酸异丙酯之 一种或一种以上混合物。

本发明具有的优点和积极效果：

本发明通过采用引发聚合后形成的凝胶电解液置入装配过程中的聚合物 锂离子电池中，电池无论是在高温或是低温条件下均具有较好的容量保持率， 有效改善了聚合物锂离子电池高低温的适应性，并且简化了电池的制作工艺， 降低了电池的制作成本，适于聚合物锂离子电池的大规模商品化生产。

附图说明

图1是本发明制备的凝胶电解液制成的聚合物锂离子电池用与公知聚合 物锂离子电池在常温下的循环性能曲线对比图；