[发明专利]电解质膜的制备方法及固态锂电池

说明书

本发明属于锂电池制备领域，具体涉及一种电解质膜的制备方法及固态锂电池，所述的电解质膜采用下述方法制得：1)对分子量为50K‑500K的壳聚糖单体进行清洗干燥后，溶解到1％的醋酸溶液中配置成质量浓度为0.4‑1％的前驱体溶液；2)将得到的前驱体加入醛基交联剂形成预交联溶液；所述的醛基交联剂的醛基反应官能团与所述的壳聚糖的氨基反应官能团的比例为1：1‑1:10；3)将预交联溶液与含有锂盐的高电导率的聚合物分子溶液进行共混，得到共混液；4)将共混液涂覆在正极片表面，进行原位聚合，使得共混液交联成膜，得到所需的固态聚合物电解质膜。

技术领域

本发明属于锂电池制备领域，具体涉及一种电解质膜的制备方法及固态锂电池。

背景技术

由于全球范围的传统化石能源日益匮乏、环境污染严重及温室效应等问题愈发严重。加速发展清洁的新能源，建立高效、安全的能源体系，实现新能源的可持续发展等变得十分重要和紧迫。

锂电池具有能量密度高，输出电压高，使用寿命长，环境友好等众多优点，广泛应用于消费电子、电动工具、医疗电子、电动汽车等。但是随着电子器件和电动汽车对于锂电池的要求提高，锂电池能量密度、倍率性能等越做越高，锂电池的安全性能就显得尤为重要。现今很多锂电池依然存在着热失控、过热、起火燃烧甚至爆炸等安全风险。

由于固态电解质在安全性、热稳定性、电化学稳定性等方面的优势非常突出，因此，开发固态锂电池是从根本上解决安全问题的必经之路。固态锂电池的一般结构为正极、电解质、负极，都是由固态材料组成。其与传统锂电池相比具有很多的优势：1,消除了电解液的腐蚀和泄漏的安全隐患，电池的安全性能大大增加；2，不必封装液体，简化工艺步骤，提高生产效率；3,可以减轻体系和重量，电化学窗口宽，有利用提高电池的能量密度等等。但是固态锂电池由于发展时间段，技术还不是十分成熟，依然存在着电导率低、使用温度高、机械强度低、界面效应显著等问题，等待着科研人员的改善和解决。

由于固态锂电池的独特优势，其在大型动力电池和微型薄膜电池等领域的潜力非常大。近年来，世界各地的科研结构都对固态锂电池展开了积极的研究，我国在“十三五”期间对此也是非常的重视，本专利提供的一种改善全固态电池的电导率低、机械强度低、界面效应显著的方法，为国家固态锂电池的技术开发提供了一条新的技术方向。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术电导率低、使用温度高、机械强度低、界面效应显著的缺陷，提供一种固态聚合物电解质膜。

为实现本发明的目的，所采用的技术方案为：

1.一种壳聚糖聚合物在固态电解质膜方面的应用,其特征在于，所述的固态电解质膜采用下述方法制得：

1)对分子量为50K-500K的壳聚糖单体进行清洗干燥后，溶解到1％的醋酸溶液中配置成质量浓度为0.4-1％的前驱体溶液；

2)将步骤1)得到的前驱体加入醛基交联剂形成预交联溶液；所述的醛基交联剂的醛基反应官能团与所述的壳聚糖的氨基反应官能团的比例为1：1-1:10；

3)将步骤2)得到的预交联溶液与含有锂盐的高电导率的聚合物分子溶液进行共混，得到共混液；

4)将步骤3)得到的共混液涂覆在正极片表面，进行原位聚合，使得共混液交联成膜，得到所需的固态聚合物电解质膜。

优选的，步骤3)的锂盐的浓度为0.5-2M；所述的高电导率的聚合物分子的质量浓度为0.5-2％；优选的,溶剂为乙腈；

所述的醛基交联剂为戊二醛。

所述的高电导率的聚合物分子为分子量为50k-500k的聚醚类化合物、聚氨类化合物或者聚硫醚类化合物中的一种。所述的聚醚类化合物为分子量为50K-500K的PEO或者PPO；所述的聚氨类化合物为分子量为50K-500K的聚乙二胺；所述的聚硫醚类为化合物分子量为50K-500K的聚乙二硫醇。