[发明专利]一种高能量密度和离子电导率的凝胶型聚合物电解质

摘要

本发明涉及一种微孔发泡结合同轴静电纺丝技术制备的聚合物纳米纤维膜电解质骨架材料，以及利用此骨架材料制备凝胶型聚合物电解质的方法，属于聚合物锂离子电池领域。其制备步骤为：（1）利用同轴静电纺丝技术制备芯/壳结构聚合物纳米纤维膜；（2）纳米纤维壳层的微孔发泡；（3）发泡后纳米纤维膜的干燥、裁剪，层叠压制成聚合物凝胶电解质骨架，在氩气保护下置于电解液中进行活化和凝胶化。该电解质骨架材料对电解液有很高的吸附性和保持力，制得的凝胶聚合物电解质能量密度大、离子电导率高，具有稳定的电化学窗口和良好的充放电性能，可满足常用扣式电池的组装需要，适用于二次锂离子电池的制备。

主权项

一种高能量密度和离子电导率的凝胶型聚合物电解质的制备方法，其特征在于，包括以下组分及步骤：组分1：具有离子传导性的纳米纤维芯层聚合物，满足静电纺丝工艺要求，并且与壳层聚合物互不相溶，其软化点应高于组分3的升华或分解温度；组分2：与锂电极以及电解液相容性好的纳米纤维壳层聚合物，满足静电纺丝工艺要求，并且与芯层聚合物互不相溶，其软化点应高于组分3的升华或分解温度；组分3：微孔发泡剂，其升华或分解温度应低于组分1和组分2的软化点；步骤Ⅰ：将组分1配制成芯层纺丝液，组分2和组分3混合均匀配制成壳层纺丝液，采用同轴静电纺丝技术制备具有芯/壳结构的聚合物纳米纤维膜，在50°C真空烘箱内干燥12h；步骤Ⅱ：将步骤Ⅰ得到的纳米纤维膜缓慢加热至80°C，组分3发生升华或分解，获得壳层具有微孔结构的聚合物纳米纤维膜；步骤Ⅲ：将步骤Ⅱ得到的纳米纤维膜裁剪为一定尺寸的圆片并层叠压实，置于50°C真空烘箱内干燥24h，得到聚合物凝胶电解质骨架材料，在氩气保护下将电解质骨架材料置于电解液中进行活化和凝胶化，用滤纸吸干表面残留电解液，获得透明或半透明的聚合物凝胶电解质。