[发明专利]凝胶电解质和锂离子电池

说明书

本发明提供一种凝胶电解质和锂离子电池。凝胶电解质的制备方法包括以下步骤：将白油与PE混合后螺杆挤出得到熔体，然后将所述熔体冷却成型得到铸片；将所述铸片使用萃取剂进行第一次萃取，然后进行双向拉伸得到膜，将所述膜使用所述萃取剂进行第二次萃取，然后进行第一次干燥得到待浸涂膜；将所述待浸涂膜使用涂覆液进行浸涂，然后固化、水洗、第二次干燥，再于惰性气氛中使用电解液进行浸泡，得到所述凝胶电解质。锂离子电池，包括所述的凝胶电解质。本申请提供的凝胶电解质，拉伸及穿刺强度大，孔隙率高，离子电导率高。

技术领域

本发明涉及锂离子电池领域，尤其涉及一种凝胶电解质和锂离子电池。

背景技术

液态锂离子电池具有较高的离子电导率，重量轻、能量密度高、环保无污染，成为国内外新能源行业的研究重点。近年来，关于液态锂离子电池的研究及产业化，国内已经进入到一个瓶颈期。液态锂离子电池的单体能量密度难以做到350Wh/kg以上，而且电解质属于易燃、易爆物品，对电池的安全性造成极大的影响，此外，由于电池的封装问题，还会出现漏液，腐蚀电池壳体。伴随着液态电池能量密度及安全问题，半固态电池应运而生。因其使用金属锂作为负极，单体能量密度可达400Wh/kg以上，电池内部无流动的液态电解质，不存在漏液风险，电池安全性大大提高。其半固态电池中，凝胶电解质的技术含量较高，它具有隔膜与电解液的双重功能。因此从机械性能来讲，凝胶电解质应具备较高的穿刺、拉伸强度，避免强度不足导致的电池失效。从导电性来讲，凝胶电解质应具有较高的离子电导率，以满足电池的电性能需要。

现有技术中的凝胶电解质一般采用PET、PE、PP、PP/PE/PP等膜作为骨架支撑，然后在上面涂覆、静电纺丝、喷涂聚合物，形成聚合物涂层，然后将骨架与涂层浸入电解液浸泡，形成凝胶电解质。若采用PET作为基材，则强度不足，若使用PE、PP、PP/PE/PP等膜作为骨架，则骨架材质内部离子电导率低。现有技术中的凝胶电解质普遍存在机械强度低，在电池中不耐穿刺，电池长期使用后因金属锂枝晶刺破电解质而导致的电池短路失效等问题。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的目的在于提供一种凝胶电解质和锂离子电池，以解决上述问题。

为实现以上目的，本发明特采用以下技术方案：

一种凝胶电解质，所述凝胶电解质的制备方法包括以下步骤：

将白油与PE混合后螺杆挤出得到熔体，然后将所述熔体冷却成型得到铸片；

将所述铸片使用萃取剂进行第一次萃取，然后进行双向拉伸得到膜，将所述膜使用所述萃取剂进行第二次萃取，然后进行第一次干燥得到待浸涂膜；

将所述待浸涂膜使用涂覆液进行浸涂，然后固化、水洗、第二次干燥，再于惰性气氛中使用电解液进行浸泡，得到所述凝胶电解质。

优选地，所述PE占所述溶体的15wt％-20wt％；

优选地，所述PE的分子量为120万-200万；

优选地，所述PE为PE粉。

可选地，所述PE占所述溶体的质量百分比可以为15％、16％、17％、18％、19％、20％以及15％-20％之间的任一值；所述PE的分子量可以为120万、130万、140万、150万、160万、170万、180万、190万、200万以及120万-200万之间的任一值。

优选地，所述螺杆挤出的挤出温度为200-220℃。

可选地，所述螺杆挤出的挤出温度可以为200℃、205℃、210℃、215℃、220℃以及200-220℃之间的任一值。

优选地，所述冷却成型的温度为10-50℃；

优选地，所述冷却成型采用激冷辊进行。