[发明专利]一种锂离子电池自修复聚合物电解质的制备方法

说明书

本发明公开一种制备自修复凝胶聚合物电解质的方法。包括以下步骤：（1）将聚二甲基硅氧烷和聚偏氟乙烯加入到由丙酮和N,N‑二甲基甲酰胺混合配制的溶剂中，超声溶解，配制成溶液；（2）向步骤（1）所得溶液中加入交联剂混合，得到混合溶液；（3）将步骤（2）溶液挥发溶剂，得到凝胶；（4）在所得凝胶中滴入氯仿超声溶解，得到前驱体溶液，悬涂于玻璃板上，静置5小时，将其在鼓风干燥箱中除去溶剂氯仿得到聚合物膜；（5）将所得聚合物膜浸入液态电解液中，溶胀活化，得到聚合物凝胶电解质。本发明工艺简单，便于操作。所制备的自修复凝胶电解质可制成任意形状，其稳定性好，电导率高，较传统锂离子电池安全性能好，避免了漏液问题。

技术领域

本发明涉及锂离子电池电解质的制备方法，特别是一种锂离子电池自修复聚合物电解质的制备方法，属于锂离子电池制备技术领域。

背景技术

近年来，人们在聚合物电解质的理论研究及应用方面都取得了很大进展，制备、合成了许多不同的电解质。但是目前已知的聚合物电解质，室温电导率低，在循环过程中，锂枝晶可能穿过聚合物电解质膜，造成正、负极短路，枝晶容易刺穿，这些都限制了其在锂离子电池以及动力型锂离子电池中的实际应用。提高聚合物锂离子电池性能的关键是使用具有良好离子导电率、电化学稳定性及安全性能好的聚合物电解质。要求聚合物电解质在保持良好机械性能的前提下获得优异的离子电导率、循环稳定性及化学稳定性等性能，成为研究的重点。目前，尽管凝胶聚合物电解质已应用于商品化生产，但是凝胶聚合物存在的安全性能和离子电导率之间的矛盾还没有彻底解决。聚合物电解质如何在保持良好机械性能的前提下获得优异的离子电导率、循环稳定性及化学稳定性等性能，成为关注的焦点。现有的制备方法由于过程复杂，成本较高，凝胶聚合物膜产品性能不令人满意。

发明内容

本发明的目的在于提供一种锂离子电池自修复聚合物电解质的制备方法。

本发明给出的一种锂离子电池自修复聚合物电解质的制备方法，包括以下步骤：

（1）将聚二甲基硅氧烷（PDMS）和聚偏氟乙烯(PVdF)加入到由丙酮和N,N-二甲基甲酰胺混合配制的溶剂中，在0～40℃超声溶解，配制成溶液；

（2）向步骤（1）所得溶液中加入交联剂二乙烯三胺，混合后得到混合溶液；

（3）将步骤（2）所得混合溶液挥发溶剂，得到凝胶；

（4）在步骤（3）所得凝胶中滴入氯仿，超声0.5～2小时，使凝胶溶解得到前驱体溶液，将前驱体溶液悬涂于玻璃板上，静置5小时，将其放置在温度为60℃鼓风干燥箱中，除去溶剂氯仿得到聚合物膜；

（5）将步骤（4）所得聚合物膜浸入液态电解液中，溶胀活化，吸附至饱和，用滤纸擦干多余电解液，即可得到聚合物凝胶电解质；

其中，液态电解液由锂盐和有机溶剂组成，液态电解液中的锂盐浓度为0.1～0.8M；有机溶剂由碳酸丙烯酯和碳酸乙烯酯按质量比1：1混合制成，或者，有机溶剂选择碳酸乙烯酯、碳酸二乙酯、碳酸丙烯酯、碳酸亚丙酯、碳酸亚乙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯、1,2-二甲氧基乙烷、四氢呋喃、二甲基亚砜、丙酮、N-甲基吡咯酮、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺中的一种或多种。

本发明的制备方法，步骤（1）中丙酮和N，N-二甲基甲酰胺优选质量配比为1：1。

本发明的制备方法，步骤（1）中优选温度25℃。

本发明的制备方法，步骤（4）中优选超声时间1小时。

本发明的制备方法，步骤（5）中优选锂盐浓度0.5M。

本发明的制备方法，步骤（5）中所述液态电解液中锂盐选择的是六氟磷酸锂、高氯酸锂、四氟硼酸锂、三氟甲磺酸锂、二草酸硼酸锂、六氟砷酸锂碘化锂、二（三氟甲基磺酰）亚胺锂中的一种，但优选的是六氟磷酸锂。