一种含硫聚合物锂电池电解质的制备方法与流程

文档序号:18243590发布日期:2019-07-24 09:11阅读:222来源:国知局

本发明涉及电池材料技术领域,具体是一种含硫聚合物锂电池电解质的制备方法。



背景技术:

近年来由于资源短缺和环境污染,电动汽车等新型产业技术迅速发展,对高性能锂离子电池的需求也越来越迫切。其中,固态锂电池由于具有高的安全性及优异的高温性能,成为人们的研究热点。锂电池中的固态电解质可分为无机固态电解质和聚合物固态电解质两种,相对无机固态电解质,聚合物电解质的电导率偏低,但是其加工成型更容易,适宜大规模工业化生产,因此具有更好的发展前景。

但是,现有技术中,聚合物电解质在低温下容易产生结晶,而且锂离子的解离与传递效果差,从而降低了聚合物薄膜的电导率,因此,针对以上现状,迫切需要开发一种含硫聚合物锂电池电解质的制备方法,以克服当前实际应用中的不足。



技术实现要素:

本发明的目的在于提供一种含硫聚合物锂电池电解质的制备方法,以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:

一种含硫聚合物锂电池电解质的制备方法,包括:

步骤一:按重量份计,将60~80份硫化物、5~7份离子导电剂、1~3份交联剂混合均匀,再加入2~4份粘合剂、0.5~1.5份增稠剂、1~3份添加剂,搅拌均匀,得到含硫聚合物的溶液;

步骤二:向上述含硫聚合物的溶液中加入10~20份锂盐,加入后继续搅拌至完全溶解,得到含硫聚合物-锂盐溶液;

步骤三:将透明胶带以平行线的方式粘附在干净的玻璃板上,通过胶带的层数控制厚度,而后将搅拌好的含硫聚合物-锂盐溶液,浇铸在胶带中间,用医用手术刀片,沿着胶带的轨迹轻轻刮涂;

步骤四:将玻璃板放置于真空干燥箱内,于70~80°C条件下真空干燥10~15h,得到含硫聚合物锂电池电解质。

作为本发明进一步的方案:所述离子导电剂是经过原子转移自由基聚合反应制得的,制得的离子导电剂为超支化结构明晰、分子量可控的聚氧乙烯类嵌段共聚物。

作为本发明进一步的方案:所述粘合剂为水性粘合剂。

作为本发明进一步的方案:所述增稠剂为羧甲基纤维素钠。

作为本发明进一步的方案:所述锂盐为高氯酸锂、六氟磷酸锂、六氟砷酸锂、三氟甲基磺酸锂或二(三氟甲基磺酰)亚胺锂。

作为本发明进一步的方案:所述硫化物选自碱金属硫化物或硫化铵中的至少一种。

作为本发明进一步的方案:所述添加剂为乙二胺四乙酸。

作为本发明进一步的方案:所述交联剂为有机磷酸酯交联剂。

与现有技术相比,本发明的有益效果是:所述离子导电剂易于增加聚合物电解质的无定形区,能够有效抑制聚合物基体的结晶,从而降低了玻璃化温度,进而增强了含硫聚合物锂电池电解质的低温离子电导率,所述添加剂(EDTA)中的羟基为给电子基团,能与锂盐中的锂离子发生路易斯酸碱效应,促进了锂离子的解离与传递效果,从而有效的提高聚合物薄膜的电导率。

具体实施方式

本发明通过下列实施例作进一步说明:根据下述实施例,可以更好地理解本发明。然而,本领域的技术人员容易理解,实施例所描述的具体的物料比、工艺条件及其结果仅用于说明本发明,而不应当也不会限制权利要求书中所详细描述的本发明。

实施例1

一种含硫聚合物锂电池电解质的制备方法,包括:

步骤一:按重量份计,将60份硫化物、5份离子导电剂、1份交联剂混合均匀,再加入2份粘合剂、0.5份增稠剂、1份添加剂,搅拌均匀,得到含硫聚合物的溶液;

步骤二:向上述含硫聚合物的溶液中加入10份高氯酸锂,加入后继续搅拌至完全溶解,得到含硫聚合物-锂盐溶液;

步骤三:将透明胶带以平行线的方式粘附在干净的玻璃板上,通过胶带的层数控制厚度,而后将搅拌好的含硫聚合物-锂盐溶液,浇铸在胶带中间,用医用手术刀片,沿着胶带的轨迹轻轻刮涂;

步骤四:将玻璃板放置于真空干燥箱内,于70°C条件下真空干燥10h,得到含硫聚合物锂电池电解质。

实施例2

一种含硫聚合物锂电池电解质的制备方法,包括:

步骤一:按重量份计,将65份硫化物、5.5份离子导电剂、1.5份交联剂混合均匀,再加入2.5份粘合剂、0.8份增稠剂、1.5份添加剂,搅拌均匀,得到含硫聚合物的溶液;

步骤二:向上述含硫聚合物的溶液中加入13份六氟磷酸锂,加入后继续搅拌至完全溶解,得到含硫聚合物-锂盐溶液;

步骤三:将透明胶带以平行线的方式粘附在干净的玻璃板上,通过胶带的层数控制厚度,而后将搅拌好的含硫聚合物-锂盐溶液,浇铸在胶带中间,用医用手术刀片,沿着胶带的轨迹轻轻刮涂;

步骤四:将玻璃板放置于真空干燥箱内,于73°C条件下真空干燥11h,得到含硫聚合物锂电池电解质。

实施例3

一种含硫聚合物锂电池电解质的制备方法,包括:

步骤一:按重量份计,将70份硫化物、6份离子导电剂、2份交联剂混合均匀,再加入3份粘合剂、1份增稠剂、2份添加剂,搅拌均匀,得到含硫聚合物的溶液;

步骤二:向上述含硫聚合物的溶液中加入15份六氟砷酸锂,加入后继续搅拌至完全溶解,得到含硫聚合物-锂盐溶液;

步骤三:将透明胶带以平行线的方式粘附在干净的玻璃板上,通过胶带的层数控制厚度,而后将搅拌好的含硫聚合物-锂盐溶液,浇铸在胶带中间,用医用手术刀片,沿着胶带的轨迹轻轻刮涂;

步骤四:将玻璃板放置于真空干燥箱内,于75°C条件下真空干燥12h,得到含硫聚合物锂电池电解质。

实施例4

一种含硫聚合物锂电池电解质的制备方法,包括:

步骤一:按重量份计,将75份硫化物、6.5份离子导电剂、2.5份交联剂混合均匀,再加入3.5份粘合剂、1.3份增稠剂、2.5份添加剂,搅拌均匀,得到含硫聚合物的溶液;

步骤二:向上述含硫聚合物的溶液中加入18份三氟甲基磺酸锂,加入后继续搅拌至完全溶解,得到含硫聚合物-锂盐溶液;

步骤三:将透明胶带以平行线的方式粘附在干净的玻璃板上,通过胶带的层数控制厚度,而后将搅拌好的含硫聚合物-锂盐溶液,浇铸在胶带中间,用医用手术刀片,沿着胶带的轨迹轻轻刮涂;

步骤四:将玻璃板放置于真空干燥箱内,于78°C条件下真空干燥14h,得到含硫聚合物锂电池电解质。

实施例5

一种含硫聚合物锂电池电解质的制备方法,包括:

步骤一:按重量份计,将80份硫化物、7份离子导电剂、3份交联剂混合均匀,再加入4份粘合剂、1.5份增稠剂、3份添加剂,搅拌均匀,得到含硫聚合物的溶液;

步骤二:向上述含硫聚合物的溶液中加入20份二(三氟甲基磺酰)亚胺锂,加入后继续搅拌至完全溶解,得到含硫聚合物-锂盐溶液;

步骤三:将透明胶带以平行线的方式粘附在干净的玻璃板上,通过胶带的层数控制厚度,而后将搅拌好的含硫聚合物-锂盐溶液,浇铸在胶带中间,用医用手术刀片,沿着胶带的轨迹轻轻刮涂;

步骤四:将玻璃板放置于真空干燥箱内,于80°C条件下真空干燥15h,得到含硫聚合物锂电池电解质。

该含硫聚合物锂电池电解质,通过离子导电剂易于增加聚合物电解质的无定形区,能够有效抑制聚合物基体的结晶,从而降低了玻璃化温度,进而增强了含硫聚合物锂电池电解质的低温离子电导率,通过添加剂(EDTA)中的羟基,羟基为给电子基团,能与锂盐中的锂离子发生路易斯酸碱效应,促进了锂离子的解离与传递效果,从而有效的提高聚合物薄膜的电导率。

上面对本发明的较佳实施方式作了详细说明,但是本发明并不限于上述实施方式,在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内,还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

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