[发明专利]一种聚合物电解质膜的制备方法

说明书

本发明公开了一种聚合物电解质膜的制备方法。所述方法包括步骤：(1)将分子筛材料、聚合物和溶剂混合得到浆料；(2)将浆料涂覆于基膜上，得到湿薄膜；(3)使湿薄膜干燥后浸泡在锂盐电解液中得到聚合物电解质膜。

技术领域

本发明涉及二次锂电池，尤其涉及聚合物电解质膜的制备方法。

背景技术

使用非水溶液电解质的二次锂离子电池以其高比能量的特点，已经在移动通讯，便携式计算机及各种可移动电子终端机上获得了广泛的应用。目前，有两类锂离子电池，一种为使用液体有机电解质的锂离子电池，另一种为使用固体或胶体聚合物电解质的锂离子电池，其制造工艺简单，具形状灵活性(形状可变)，可制成厚度小于1mm的电池，无液体泄漏，保存时间较长等。在本发明中，锂离子电池和金属锂电池统称为锂电池。随着电动车和电动工具的发展普及,人们对锂离子电池的性能提出了更高的要求,即能量密度大、功率高、循环寿命长、安全性好、体积小。显然,第一代液态锂离子电池已经不能满足需求.近年来,新一代聚合物锂离子二次电池已成为锂电池领域的研究热点。聚合物电解质具有高分子材料所特有的质量轻、弹性好、易成膜等特点，在一定程度上符合化学电源质轻、安全、高效、环保的发展趋势，因此成为近几年化学电源研究和开发的热点。

现有技术中使用聚偏氟乙烯(PVDF)和六氟丙烯(HFP)的共聚物以及含锂盐LiPF₆，碳酸丙烯酯(PC),碳酸乙烯酯(EC)的混合物制成的凝胶态聚合物电解质膜。此外，聚丙烯腈、聚氯乙烯、氧化聚乙烯(PEO)类胶态聚合物电解质也用于锂电池。但它们的常温导电性差，制备工艺相对复杂或对环境湿度要求苛刻，电池的大电流充放电性能不能满足现代电器要求。

含氟型聚合物通常具有较好的力学性能和电化学稳定性能。目前关于含氟凝胶型聚合物电解质的报道多以多孔型聚偏氟乙烯为基质，浸渍电解液的多孔性电解质充放电速度快，比多孔性的聚烯烃隔膜电化学稳定性好，机械性能好，但是其对电解液的亲和能力差，在电池的使用过程中，电解液容易泄漏。

因此，本领域迫切需要提供在吸液能力上有提高的聚合物电解质材料及其膜的制备技术。

发明内容

本发明旨在提供一种新型聚合物电解质膜的制备方法。

在本发明的第一方面，提供了一种聚合物电解质膜的制备方法，所述方法包括步骤：

(1)将分子筛材料、聚合物和溶剂混合得到浆料；

(2)将浆料涂覆于基膜上，得到湿薄膜；和

(3)使湿薄膜干燥后浸泡在锂盐电解液中得到聚合物电解质膜。

在另一优选例中，所述分子筛材料为纳米5A分子筛。

在另一优选例中，所述分子筛材料与聚合物的重量比为1﹕20-200，更优选为1﹕30-100，最优选为1﹕40-60。

在另一优选例中，步骤(1)中以获得的浆料的总重量计，其中含有分子筛材料0.1-3.3wt％。

在另一优选例中，所述聚合物选自聚偏氟乙烯(PVDF)、聚偏氟乙烯与六氟丙烯共聚物(P(VDF-HFP))、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、或其混合。

在另一优选例中，所述聚合物中聚偏氟乙烯与六氟丙烯共聚物(P(VDF-HFP))的重量比为1﹕0.1-5，更优选为1﹕0.2-4，最优选为1﹕0.3-3。

在另一优选例中，所述溶剂选自下述的一种或两种以上：丙酮、N-甲基-2-吡咯烷酮、N,N-二甲基甲酰胺，N,N-二甲基乙酰胺、二甲基亚砜、乙醇、和异丙醇。

在另一优选例中，所述锂盐电解液中溶质的浓度为0.5-1.5mol/L；所述溶质为六氟磷酸锂。