聚乙烯基正丁基醚凝膠電解質(zhì)膜的制備方法、及其相應(yīng)電解質(zhì)和制備方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了聚乙烯基正丁基醚凝膠電解質(zhì)膜的制備方法，其制備方法包括：將聚乙烯基正丁基醚、有機(jī)溶劑和金屬氧化物納米粒子加入到反應(yīng)器中,在惰性氣體保護(hù)下攪拌1~4h使其混合均勻，加入增塑劑，攪拌12~36h，得到粘稠漿料；將所述粘稠漿料澆注于基板上,在60~100℃下真空干燥24~48h,得到金屬氧化物納米粒子改性的聚乙烯基正丁基醚凝膠電解質(zhì)膜。本發(fā)明還提供了該凝膠電解質(zhì)膜相應(yīng)的電解質(zhì)及其制備方法。本發(fā)明提供的聚乙烯基正丁基醚凝膠電解質(zhì)，經(jīng)金屬氧化物納米粒子改性后，具備較高的電導(dǎo)率，安全性好，環(huán)境友好。本發(fā)明提供的制備方法工藝流程簡單。
【專利說明】聚乙烯基正丁基醚凝膠電解質(zhì)膜的制備方法、及其相應(yīng)電解質(zhì)和制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電化學(xué)領(lǐng)域，尤其涉及聚乙烯基正丁基醚凝膠電解質(zhì)膜的制備方法、 及其相應(yīng)電解質(zhì)和制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著各種新能源的發(fā)展，便攜式電子設(shè)備的小型化發(fā)展及電動汽車對大容量高功率化學(xué)電源的廣泛需求。一種新型的具有高倍率充放電性能的電池材料的研發(fā)變得極其重要。然而，安全問題一直是制約大容量、高功率鋰離子電池應(yīng)用的瓶頸。其中，目前廣泛使用的液態(tài)電解質(zhì)產(chǎn)生的漏液、電解質(zhì)氧化分解及熱失控等引起的燃燒、爆炸等問題是電池的主要安全隱患。
[0003]當(dāng)前常規(guī)的液體電解質(zhì)的優(yōu)點(diǎn)是電導(dǎo)率高，但是由于含有易燃、易揮發(fā)的有機(jī)溶劑，其在充放電過程中釋放出可燃?xì)怏w，特別是在某些非常規(guī)工作條件下(如大功率充放電、過充過放等)產(chǎn)生大量熱會加速氣體的產(chǎn)生，導(dǎo)致電池內(nèi)壓增高，氣體泄漏，甚至起火爆炸，因而存在嚴(yán)重的安全隱患。聚合物電解質(zhì)鋰離子電池因具有安全、無泄漏、漏電流小等優(yōu)點(diǎn)而被研究者們所重視。由于固態(tài)聚合物電解質(zhì)室溫下電導(dǎo)率較低(10-5-10-4S/cm)，使用應(yīng)用受到限制，因而凝膠聚合物電解質(zhì)成為研究重點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]鑒于此，本發(fā)明旨在提供聚乙烯基正丁基醚凝膠電解質(zhì)膜的制備方法、及其相應(yīng)電解質(zhì)和制備方法。本發(fā)明提供的聚乙烯基正丁基醚凝膠電解質(zhì)，經(jīng)金屬氧化物納米粒子改性后，具備較高的電導(dǎo)率，安全性好，環(huán)境友好。本發(fā)明提供的制備方法工藝流程簡單。
[0005]第一方面，本發(fā)明提供了聚乙烯基正丁基醚凝膠電解質(zhì)膜的制備方法，包括以下步驟:
[0006](I)將聚乙烯基正丁基醚、有機(jī)溶劑和金屬氧化物納米粒子加入到反應(yīng)器中，在惰性氣體保護(hù)下攪拌f4h使其混合均勻，加入增塑劑，攪拌12-36h，得到粘稠漿料其中， 所述聚乙烯基正丁基醚、所述有機(jī)溶劑和所述金屬氧化物納米粒子的質(zhì)量比為1.5-4.5: 2(T40:1，所述聚乙烯基正丁基醚與所述增塑劑的質(zhì)量比為廣3:1 ;
[0007](2)將所述粘稠漿料澆注于基板上，在6(T10(TC下真空干燥24-48h，得到金屬氧化物納米粒子改性的聚乙烯基正丁基醚凝膠電解質(zhì)膜。
[0008]本發(fā)明步驟(I)為將聚乙烯基正丁基醚、有機(jī)溶劑和金屬氧化物納米粒子按一定配比混合均勻得到粘稠漿料的過程。
[0009]優(yōu)選地，所述金屬氧化物納米粒子為Ti02、MgO、Al2O3或ZnO。
[0010]優(yōu)選地,所述金屬氧化物納米粒子的尺寸為l(Tl00nm。
[0011]優(yōu)選地，所述有機(jī)溶劑為乙腈、丙酮、四氫呋喃或環(huán)己酮。
[0012]優(yōu)選地，所述增塑劑為鄰苯二甲酸二丁酯、間苯二甲酸二丁酯或?qū)Ρ蕉姿岫□ァ?br> [0013]優(yōu)選地,所述惰性氣體為氮?dú)饣驓鍤狻?br> [0014]金屬氧化物納米粒子的加入，可以使得制備得到的聚乙烯基正丁基醚凝膠電解質(zhì)膜具有良好的孔洞結(jié)構(gòu)，不僅在表面有大量微孔，而且在表面下方也有許多相互連接的微孔，這些孔洞結(jié)構(gòu)將有利于提高電解質(zhì)的電導(dǎo)率。
[0015]步驟(2)為將得到的粘稠漿料進(jìn)行轉(zhuǎn)移，制備金屬氧化物納米粒子改性的聚乙烯基正丁基醚凝膠電解質(zhì)膜的過程。
[0016]具體地，將漿料涂布于基板上，在60-100?下真空干燥24~48h，得到干燥好的金屬氧化物納米粒子改性的聚乙烯基正丁基醚凝膠電解質(zhì)膜。膜結(jié)構(gòu)中大量微孔的存在有利于最終提聞電解質(zhì)的電導(dǎo)率。
[0017]優(yōu)選地，所述聚乙烯基正丁基醚凝膠電解質(zhì)膜的厚度為28~45μπι。
[0018]優(yōu)選地，基板為玻璃板或聚四氟乙烯板。
[0019]第二方面，本發(fā)明提供了聚乙烯基正丁基醚凝膠電解質(zhì)的制備方法，包括以下步驟:
[0020](I)將聚乙烯基正丁基醚、有機(jī)溶劑和金屬氧化物納米粒子加入到反應(yīng)器中，在惰性氣體保護(hù)下攪拌f4h使其混合均勻，加入增塑劑，攪拌12~36h，得到粘稠漿料其中，所述聚乙烯基正丁基醚、所述有機(jī)溶劑和所述金屬氧化物納米粒子的質(zhì)量比為1.5^4.5:20-40:1，所述聚乙烯基正丁基醚與所述增塑劑的質(zhì)量比為廣3:1 ;
[0021](2)將所述粘稠漿料澆注于基板上，在6(T10(TC下真空干燥24~48h，得到金屬氧化物納米粒子改性的聚乙烯基正丁基醚凝膠電解質(zhì)膜；
[0022](3)在充滿惰性氣體的手套箱中將所述聚乙烯基正丁基醚凝膠電解質(zhì)膜浸于電解液中5~60min,即得到金屬氧化物納米粒子改性的的聚乙烯基正丁基醚凝膠電解質(zhì)。
[0023]步驟(I)為將聚乙烯基正丁基醚、有機(jī)溶劑和金屬氧化物納米粒子按一定配比混合均勻得到粘稠漿料的過程。
[0024]優(yōu)選地，金屬氧化物納米粒子為Ti02、MgO、Al2O3或ZnO。
[0025]優(yōu)選地，金屬氧化物納米粒子的尺寸為l(Tl00nm。
[0026]優(yōu)選地，有機(jī)溶劑為乙腈、丙酮、四氫呋喃或環(huán)己酮。
[0027]優(yōu)選地，增塑劑為鄰苯二甲酸二丁酯、間苯二甲酸二丁酯或?qū)Ρ蕉姿岫□ァ?br> [0028]優(yōu)選地,惰性氣體為氮?dú)饣驓鍤狻?br> [0029]金屬氧化物納米粒子的加入，可以使得制備得到的聚乙烯基正丁基醚凝膠電解質(zhì)膜具有良好的孔洞結(jié)構(gòu)，不僅在表面有大量微孔，而且在表面下方也有許多相互連接的微孔，這些孔洞結(jié)構(gòu)將有利于提高電解質(zhì)的電導(dǎo)率。
[0030]步驟(2)為將得到的粘稠漿料進(jìn)行轉(zhuǎn)移，制備金屬氧化物納米粒子改性的聚乙烯基正丁基醚凝膠電解質(zhì)膜的過程。
[0031]具體地，將漿料涂布于基板上，在60-100?下真空干燥24~48h，得到干燥好的金屬氧化物納米粒子改性的聚乙烯基正丁基醚凝膠電解質(zhì)膜。膜結(jié)構(gòu)中大量微孔的存在有利于最終提聞電解質(zhì)的電導(dǎo)率。
[0032]優(yōu)選地，聚乙烯基正丁基醚凝膠電解質(zhì)膜的厚度為28~45μπ。
[0033]優(yōu)選地，基板為玻璃板或聚四氟乙烯板。[0034]步驟(3)為將聚乙烯基正丁基醚凝膠電解質(zhì)膜浸于電解液中5飛Omin，得到金屬氧化物納米粒子改性的聚乙烯基正丁基醚凝膠電解質(zhì)的過程。
[0035]優(yōu)選地，電解液由LiPF6、EC、EMC和DMC組成。
[0036]優(yōu)選地，EC:EMC =DMC的體積比為3:0.5~3:0.5~3。
[0037]優(yōu)選地，LiPF6的摩爾濃度為0.5"2mol/L0
[0038]電解液盛裝在充滿惰性氣體的手套箱中。
[0039]優(yōu)選地,惰性氣體為氮?dú)饣驓鍤狻?br> [0040]第三方面，本發(fā)明提供了聚乙烯基正丁基醚凝膠電解質(zhì)，該電解質(zhì)由上述方法制備得到。
[0041 ] 本發(fā)明提供了聚乙烯基正丁基醚凝膠電解質(zhì)及其制備方法，具有如下有益效果:
[0042]( I)本發(fā)明提供的聚乙烯基正丁基醚凝膠電解質(zhì)，經(jīng)金屬氧化物納米粒子改性后，具備較高的電導(dǎo)率，安全性能高，有較好的功率密度以及壽命，有較高的容量；
[0043](2)本發(fā)明提供的聚乙烯基正丁基醚凝膠電解質(zhì)的制備方法簡單快速，具備低成本性，并且環(huán)境友好等特點(diǎn)；
[0044](3)本發(fā)明提供的聚乙烯基正丁基醚凝膠電解質(zhì)可作為鋰離子電池的固態(tài)電解質(zhì)。
【具體實(shí)施方式】
[0045]以下所述是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0046]第一方面，本發(fā)明提供了聚乙烯基正丁基醚凝膠電解質(zhì)膜的制備方法，包括以下步驟:
[0047](I)將聚乙烯基正丁基醚、有機(jī)溶劑和金屬氧化物納米粒子加入到反應(yīng)器中，在惰性氣體保護(hù)下攪拌f4h使其混合均勻，加入增塑劑，攪拌12~36h，得到粘稠漿料其中，所述聚乙烯基正丁基醚、所述有機(jī)溶劑和所述金屬氧化物納米粒子的質(zhì)量比為1.5-4.5:20-40:1，所述聚乙烯基正丁基醚與所述增塑劑的質(zhì)量比為廣3:1 ;
[0048](2)將所述粘稠漿料澆注于基板上，在6(T10(TC下真空干燥24~48h，得到金屬氧化物納米粒子改性的聚乙烯基正丁基醚凝膠電解質(zhì)膜。
[0049]本發(fā)明步驟(I)為將聚乙烯基正丁基醚、有機(jī)溶劑和金屬氧化物納米粒子按一定配比混合均勻得到粘稠漿料的過程。
[0050]優(yōu)選地，所述金屬氧化物納米粒子為Ti02、MgO、Al2O3或ZnO。
[0051]優(yōu)選地，所述金屬氧化物納米粒子的尺寸為l(Tl00nm。
[0052]優(yōu)選地，所述有機(jī)溶劑為乙腈、丙酮、四氫呋喃或環(huán)己酮。
[0053]優(yōu)選地，所述增塑劑為鄰苯二甲酸二丁酯、間苯二甲酸二丁酯或?qū)Ρ蕉姿岫□ァ?br> [0054]優(yōu)選地,所述惰性氣體為氮?dú)饣驓鍤狻?br> [0055]金屬氧化物納米粒子的加入，可以使得制備得到的聚乙烯基正丁基醚凝膠電解質(zhì)膜具有良好的孔洞結(jié)構(gòu)，不僅在表面有大量微孔，而且在表面下方也有許多相互連接的微孔，這些孔洞結(jié)構(gòu)將有利于提高電解質(zhì)的電導(dǎo)率。
[0056]步驟(2)為將得到的粘稠漿料進(jìn)行轉(zhuǎn)移，制備金屬氧化物納米粒子改性的聚乙烯基正丁基醚凝膠電解質(zhì)膜的過程。
[0057]具體地，將漿料涂布于基板上，在60~100°C下真空干燥24~48h，得到干燥好的金屬氧化物納米粒子改性的聚乙烯基正丁基醚凝膠電解質(zhì)膜。膜結(jié)構(gòu)中大量微孔的存在有利于最終提聞電解質(zhì)的電導(dǎo)率。
[0058]優(yōu)選地，所述聚乙烯基正丁基醚凝膠電解質(zhì)膜的厚度為28~45μπι。
[0059]優(yōu)選地，基板為玻璃板或聚四氟乙烯板。
[0060]第二方面，本發(fā)明提供了聚乙烯基正丁基醚凝膠電解質(zhì)的制備方法，包括以下步驟:
[0061](I)將聚乙烯基正丁基醚、有機(jī)溶劑和金屬氧化物納米粒子加入到反應(yīng)器中，在惰性氣體保護(hù)下攪拌f4h使其混合均勻，加入增塑劑，攪拌12~36h，得到粘稠漿料其中，所述聚乙烯基正丁基醚、所述有機(jī)溶劑和所述金屬氧化物納米粒子的質(zhì)量比為1.5-4.5:20-40:1，所述聚乙烯基正丁基醚與所述增塑劑的質(zhì)量比為廣3:1 ;
[0062](2)將所述粘稠漿料澆注于基板上，在6(T10(TC下真空干燥24~48h，得到金屬氧化物納米粒子改性的聚乙烯基正丁基醚凝膠電解質(zhì)膜；
[0063](3)在充滿惰性氣體的手套箱中將所述聚乙烯基正丁基醚凝膠電解質(zhì)膜浸于電解液中5~60min,即得到金屬氧化物納米粒子改性的的聚乙烯基正丁基醚凝膠電解質(zhì)。
[0064]步驟(I)為將聚乙烯基正丁基醚、有機(jī)溶劑和金屬氧化物納米粒子按一定配比混合均勻得到粘稠漿料的過程。
[0065]優(yōu)選地，金屬氧化物納米粒子為Ti02、MgO、Al2O3或ZnO。
[0066]優(yōu)選地，金屬氧化物納米粒子的尺寸為l(Tl00nm。
[0067]優(yōu)選地，有機(jī)溶劑為乙腈、丙酮、四氫呋喃或環(huán)己酮。
[0068]優(yōu)選地，增塑劑為鄰苯二甲酸二丁酯、間苯二甲酸二丁酯或?qū)Ρ蕉姿岫□ァ?br> [0069]優(yōu)選地,惰性氣體為氮?dú)饣驓鍤狻?br> [0070]金屬氧化物納米粒子的加入，可以使得制備得到的聚乙烯基正丁基醚凝膠電解質(zhì)膜具有良好的孔洞結(jié)構(gòu)，不僅在表面有大量微孔，而且在表面下方也有許多相互連接的微孔，這些孔洞結(jié)構(gòu)將有利于提高電解質(zhì)的電導(dǎo)率。
[0071]步驟(2)為將得到的粘稠漿料進(jìn)行轉(zhuǎn)移，制備金屬氧化物納米粒子改性的聚乙烯基正丁基醚凝膠電解質(zhì)膜的過程。
[0072]具體地，將漿料涂布于基板上，在60-100?下真空干燥24~48h，得到干燥好的金屬氧化物納米粒子改性的聚乙烯基正丁基醚凝膠電解質(zhì)膜。膜結(jié)構(gòu)中大量微孔的存在有利于最終提聞電解質(zhì)的電導(dǎo)率。
[0073]優(yōu)選地，聚乙烯基正丁基醚凝膠電解質(zhì)膜的厚度為28~45μπι。
[0074]優(yōu)選地，基板為玻璃板或聚四氟乙烯板。
[0075]步驟(3)為將聚乙烯基正丁基醚凝膠電解質(zhì)膜浸于電解液中5飛Omin，得到金屬氧化物納米粒子改性的聚乙烯基正丁基醚凝膠電解質(zhì)的過程。
[0076]優(yōu)選地，電解液由LiPF6、EC、EMC和DMC組成。
[0077]優(yōu)選地，EC:EMC =DMC的體積比為3:0.5~3:0.5~3。[0078]優(yōu)選地，LiPF6的摩爾濃度為0.5-2mol/L。
[0079]電解液盛裝在充滿惰性氣體的手套箱中。
[0080]優(yōu)選地,惰性氣體為氮?dú)饣驓鍤狻?br> [0081]第三方面，本發(fā)明提供了聚乙烯基正丁基醚凝膠電解質(zhì)，該電解質(zhì)由上述方法制備得到。
[0082]本發(fā)明提供了聚乙烯基正丁基醚凝膠電解質(zhì)膜的制備方法、及其相應(yīng)電解質(zhì)和制備方法，具有如下有益效果:
[0083]( I)本發(fā)明提供的聚乙烯基正丁基醚凝膠電解質(zhì)，經(jīng)金屬氧化物納米粒子改性后，具備較高的電導(dǎo)率，安全性能高，有較好的功率密度以及壽命，有較高的容量；
[0084](2)本發(fā)明提供的聚乙烯基正丁基醚凝膠電解質(zhì)的制備方法簡單快速，具備低成本性，并且環(huán)境友好等特點(diǎn)；
[0085](3)本發(fā)明提供的聚乙烯基正丁基醚凝膠電解質(zhì)可作為鋰離子電池的固態(tài)電解質(zhì)。
[0086]實(shí)施例一
[0087]聚乙烯基正丁基醚凝膠電解質(zhì)的制備方法，包括以下步驟:
[0088](I)將30g聚乙烯基正丁基 醚、300g乙腈和IOg納米TiO2 (IOnm)加入到反應(yīng)器中，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下攪拌2h使其混合均勻，加入15g鄰苯二甲酸二丁酯，攪拌24h，得到聚乙烯基正丁基醚粘稠漿料；
[0089](2)將聚乙烯基正丁基醚粘稠漿料澆注于玻璃板上，在60°C下真空干燥48h，得到納米TiO2改性的聚乙烯基正丁基醚凝膠電解質(zhì)膜；
[0090]具體地，在本實(shí)施例中，制備得到的聚乙烯基正丁基醚凝膠電解質(zhì)膜的厚度為28 μ m0
[0091](3)在充滿氬氣的手套箱中將納米TiO2改性的聚乙烯基正丁基醚凝膠電解質(zhì)膜浸于電解液中5min，取出即得到納米TiO2改性的聚乙烯基正丁基醚凝膠電解質(zhì)。
[0092]具體地，在本實(shí)施例中，電解液由LiPF6、EC、EMC和DMC組成，EC:EMC:DMC的體積比為3:1:1，LiPF6的摩爾濃度為0.5mol/L。電解液盛裝在充滿氬氣的手套箱中。
[0093]本實(shí)施例所制得的納米TiO2改性的聚乙烯基正丁基醚凝膠電解質(zhì)的電導(dǎo)率為6.5ms/cm。
[0094]電導(dǎo)率的測試方法:在兩個不銹鋼阻塞電極之間加入制備好的電解質(zhì)膜，構(gòu)成聚合物電解質(zhì)阻塞電極體系，做交流阻抗測試，得到GPE的復(fù)阻抗平面圖，曲線在高頻區(qū)與橫軸的交點(diǎn)值即為本體阻抗。根據(jù)本體阻抗(Rb)與離子電導(dǎo)率(σ)之間的關(guān)系:
[0095]ο =d/ (S*Rb)
[0096]可以計算出離子電導(dǎo)率，其中d為聚合物電解質(zhì)膜的厚度、S為聚合物電解質(zhì)電解質(zhì)膜與電極的接觸面積。
[0097]將制得的納米TiO2改性的聚乙烯基正丁基醚凝膠電解質(zhì)組裝成鋰離子電池:稱取9g LiCo02、0.5g導(dǎo)電劑SP和0.5g PVDF，并加入70g NMP，充分?jǐn)嚢枋怪蔀榛旌暇鶆虻臐{料。然后將其刮涂于經(jīng)乙醇清洗過的鋁箔上，在0.0lMPa的真空下100°C干燥至恒重，并于l(Tl5MPa壓力下輥壓制成LiCo02電極，并切成正極圓片。鋰片作為負(fù)極。用上述制備好了的納米TiO2改性的聚乙烯基正丁基醚凝膠電解質(zhì)作為固態(tài)電解質(zhì)置于正負(fù)極之間，在沖壓機(jī)上封口制成扣式電池。在2.5-4.2V的電壓范圍內(nèi)，利用充放電測試儀對本實(shí)施例中組裝好的鋰離子電池進(jìn)行0.1C充放電測試，第3th的放電比容量為110mAh/g，放電效率為97%。
[0098]為進(jìn)一步說明本發(fā)明有益效果，特設(shè)置如下對比實(shí)施例:
[0099](I)將30g聚乙烯基正丁基醚和300g乙腈加入到反應(yīng)器中，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下攪拌2h使其混合均勻，加入15g鄰苯二甲酸二丁酯，攪拌24h，得到聚乙烯基正丁基醚粘稠漿料；
[0100](2)將聚乙烯基正丁基醚粘稠漿料澆注于玻璃板上，在60°C下真空干燥48h，得到聚乙烯基正丁基醚凝膠電解質(zhì)膜；
[0101](3)將聚乙烯基正丁基醚凝膠電解質(zhì)膜浸于電解液中5min，取出即得到聚乙烯基正丁基醚凝膠電解質(zhì)。其中，電解液由LiPF6、EC、EMC和DMC組成，其中，EC:EMC =DMC的體積比為3:1:1，LiPF6的摩爾濃度為0.5mol/L。電解液盛裝在充滿氬氣的手套箱中。
[0102]經(jīng)檢測，該對比實(shí)施例所得聚乙烯基正丁基醚凝膠電解質(zhì)的電導(dǎo)率僅為1.7ms/cm。由此可見，金屬氧化物納米粒子的加入使得凝膠電解質(zhì)的電導(dǎo)率得到了明顯的提高。
[0103]實(shí)施例二
[0104]聚乙烯基正丁基醚凝膠電解質(zhì)的制備方法，包括以下步驟:
[0105](I)將15g聚乙烯基正丁基醚、200g丙酮和IOg納米MgO (30nm)加入到反應(yīng)器中，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下攪拌3h使其混合均勻，加入15g間苯二甲酸二丁酯，攪拌12h，得到聚乙烯基正丁基醚粘稠漿料；
[0106](2)將聚乙烯基正丁基醚粘稠漿料澆注于玻璃板上，在80°C下真空干燥36h，得到納米MgO改性的聚乙烯基正丁基醚凝膠電解質(zhì)膜；
[0107]具體地，在本實(shí)施例中，制備得到的聚乙烯基正丁基醚凝膠電解質(zhì)膜的厚度為35 μ m0
[0108](3)在充滿氬氣的手套箱中，將納米MgO改性的聚乙烯基正丁基醚凝膠電解質(zhì)膜浸于電解液中20min，取出即得到納米MgO改性的聚乙烯基正丁基醚凝膠電解質(zhì)。
[0109]具體地，在本實(shí)施例中，電解液由LiPF6、EC、EMC和DMC組成，其中，EC:EMC =DMC的體積比為6:1:1，LiPF6的摩爾濃度為1.2mol/L。電解液盛裝在充滿氬氣的手套箱中。
[0110]本實(shí)施例所制得的納米MgO改性的聚乙烯基正丁基醚凝膠電解質(zhì)的電導(dǎo)率為
5.8ms/cm。
[0111]將制得的納米MgO改性的聚乙烯基正丁基醚凝膠電解質(zhì)組裝成鋰離子電池(方法同實(shí)施例一)，在2.5-4.2V的電壓范圍內(nèi)，利用充放電測試儀對本實(shí)施例中組裝好的鋰離子電池進(jìn)行0.1C充放電測試，第3th的放電比容量為103mAh/g，放電效率為95%。
[0112]實(shí)施例三
[0113]聚乙烯基正丁基醚凝膠電解質(zhì)的制備方法，包括以下步驟:
[0114](I)將45g聚乙烯基正丁基醚、400g四氫呋喃和IOg納米Al2O3 (50nm)加入到反應(yīng)器中，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下攪拌Ih使其混合均勻，加入15g對苯二甲酸二丁酯，攪拌36h，得到聚乙烯基正丁基醚粘稠漿料；
[0115](2)將聚乙烯基正丁基醚粘稠漿料澆注于玻璃板上，在100°C下真空干燥24h，得到納米Al2O3改性的聚乙烯基正丁基醚凝膠電解質(zhì)膜；
[0116]具體地，在本實(shí)施例中，制備得到的聚乙烯基正丁基醚凝膠電解質(zhì)膜的厚度為40 μ m0
[0117](3)在充滿氮?dú)獾氖痔紫渲?，將納米Al2O3改性的聚乙烯基正丁基醚凝膠電解質(zhì)膜浸于電解液中40min，取出即得到納米Al2O3改性的聚乙烯基正丁基醚凝膠電解質(zhì)。
[0118]具體地，在本實(shí)施例中，電解液由LiPF6、EC、EMC和DMC組成，其中，EC:EMC =DMC的體積比為3:3:1，LiPF6的摩爾濃度為1.5mol/L。電解液盛裝在充滿氮?dú)獾氖痔紫渲小?br> [0119]本實(shí)施例所制得的納米Al2O3改性的聚乙烯基正丁基醚凝膠電解質(zhì)的電導(dǎo)率為
5.3ms/cm。
[0120]將制得的納米Al2O3改性的聚乙烯基正丁基醚凝膠電解質(zhì)組裝成鋰離子電池(方法同實(shí)施例一)，在2.5-4.2V的電壓范圍內(nèi)，利用充放電測試儀對本實(shí)施例中組裝好的鋰離子電池進(jìn)行0.1C充放電測試，第3th的放電比容量為100mAh/g，放電效率為96%。
[0121]實(shí)施例四
[0122]聚乙烯基正丁基醚凝膠電解質(zhì)的制備方法，包括以下步驟:
[0123](I)將20g聚乙烯基正丁基醚、260g環(huán)己酮和IOg納米ZnO (IOOnm)加入到反應(yīng)器中，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下攪拌4h使其混合均勻，加入IOg對苯二甲酸二丁酯，攪拌24h，得到聚乙烯基正丁基醚粘稠漿料；
[0124](2)將聚乙烯基正丁基醚粘稠漿料澆注于玻璃板上，在90°C下真空干燥36h，得到納米ZnO改性的聚乙烯基正丁基醚凝膠電解質(zhì)膜；
[0125]具體地，在本實(shí)施例中，制備得到的聚乙烯基正丁基醚凝膠電解質(zhì)膜的厚度為45 μ m0
[0126](3)在充滿氬氣的手套箱中，將納米改性的聚乙烯基正丁基醚凝膠電解質(zhì)膜浸于電解液中60min,取出即得到納米ZnO改性的聚乙烯基正丁基醚凝膠電解質(zhì)。
[0127]具體地，在本實(shí)施例中，電解液由LiPF6、EC、EMC和DMC組成，其中，EC:EMC =DMC的體積比為3:1:3，LiPF6的摩爾濃度為0.8mol/L。電解液盛裝在充滿氬氣的手套箱中。
[0128]本實(shí)施例所制得的納米ZnO改性的聚乙烯基正丁基醚凝膠電解質(zhì)的電導(dǎo)率為
6.lms/cm。
[0129]將制得的納米ZnO改性的聚乙烯基正丁基醚凝膠電解質(zhì)組裝成鋰離子電池(方法同實(shí)施例一)，在2.5-4.2V的電壓范圍內(nèi)，利用充放電測試儀對本實(shí)施例中組裝好的鋰離子電池進(jìn)行0.1C充放電測試，第3th的放電比容量為107mAh/g，放電效率為94%。
[0130]以上所述是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.聚乙烯基正丁基醚凝膠電解質(zhì)膜的制備方法，其特征在于，包括以下步驟:(1)將聚乙烯基正丁基醚、有機(jī)溶劑和金屬氧化物納米粒子加入到反應(yīng)器中，在惰性氣體保護(hù)下攪拌f4h使其混合均勻，加入增塑劑，攪拌12-36h，得到粘稠漿料，其中， 所述聚乙烯基正丁基醚、所述有機(jī)溶劑和所述金屬氧化物納米粒子的質(zhì)量比為1.5-4.5: 20-40:1，所述聚乙烯基正丁基醚與所述增塑劑的質(zhì)量比為1-3:1 ;(2)將所述粘稠漿料澆注于基板上，在60-lO0℃下真空干燥24-48h，得到金屬氧化物納米粒子改性的聚乙烯基正丁基醚凝膠電解質(zhì)膜。
2.如權(quán)利要求1所述的聚乙烯基正丁基醚凝膠電解質(zhì)膜的制備方法，其特征在于，步驟(I)中所述金屬氧化物納米粒子為Ti02、Mg0、Al203或ZnO,所述金屬氧化物納米粒子的尺寸為 l0-l00nm。
3.如權(quán)利要求1所述的聚乙烯基正丁基醚凝膠電解質(zhì)膜的制備方法，其特征在于，步驟(I)中所述有機(jī)溶劑為乙腈、丙酮、四氫呋喃或環(huán)己酮，所述增塑劑為鄰苯二甲酸二丁酯、 間苯二甲酸二丁酯或?qū)Ρ蕉姿岫□ァ?br> 4.如權(quán)利要求1所述的聚乙烯基正丁基醚凝膠電解質(zhì)膜的制備方法，其特征在于，步驟(2)中所述聚乙烯基正丁基醚凝膠電解質(zhì)膜的厚度為
5.聚乙烯基正丁基醚凝膠電解質(zhì)的制備方法，其特征在于，包括以下步驟:(1)將聚乙烯基正丁基醚、有機(jī)溶劑和金屬氧化物納米粒子加入到反應(yīng)器中，在惰性氣體保護(hù)下攪拌f4h使其混合均勻，加入增塑劑，攪拌12~36h，得到粘稠漿料，其中， 所述聚乙烯基正丁基醚、所述有機(jī)溶劑和所述金屬氧化物納米粒子的質(zhì)量比為1.5-4.5: 20-40:1，所述聚乙烯基正丁基醚與所述增塑劑的質(zhì)量比為1-3:1 ;(2)將所述粘稠漿料澆注于基板上，在60-lO0℃下真空干燥24-48h，得到金屬氧化物納米粒子改性的聚乙烯基正丁基醚凝膠電解質(zhì)膜；(3)在充滿惰性氣體的手套箱中將所述聚乙烯基正丁基醚凝膠電解質(zhì)膜浸于電解液中 5-6Omin，即得到金屬氧化物納米粒子改性的的聚乙烯基正丁基醚凝膠電解質(zhì)。
6.如權(quán)利要求5所述的聚乙烯基正丁基醚凝膠電解質(zhì)的制備方法，其特征在于，步驟(3)中所述電解液由LiPF6、EC、EMC和DMC組成，所述EC:EMC =DMC的體積比為3:0.5-3: 0.5~3，所述LiPF6的摩爾濃度為0.5-2mol/L。
7.如權(quán)利要求5所述的聚乙烯基正丁基醚凝膠電解質(zhì)的制備方法，其特征在于，步驟 (I)中所述金屬氧化物納米粒子為TiO2、MgO、Al2O3或ZnO,所述金屬氧化物納米粒子的尺寸為 10-100nm。
8.如權(quán)利要求5所述的聚乙烯基正丁基醚凝膠電解質(zhì)的制備方法，其特征在于，步驟(I)中所述有機(jī)溶劑為乙腈、丙酮、四氫呋喃或環(huán)己酮，所述增塑劑為鄰苯二甲酸二丁酯、間苯二甲酸二丁酯或?qū)Ρ蕉姿岫□ァ?br> 9.如權(quán)利要求1所述的聚乙烯基正丁基醚凝膠電解質(zhì)膜的制備方法，其特征在于，步驟(2)中所述聚乙烯基正丁基醚凝膠電解質(zhì)膜的厚度為
10.聚乙烯基正丁基醚凝膠電解質(zhì)，其特征在于，根據(jù)權(quán)利要求5至9擇一所述方法制備得到的聚乙烯基正丁基醚凝膠電解質(zhì)。
【文檔編號】C08K3/22GK103450497SQ201210176603
【公開日】2013年12月18日 申請日期:2012年5月31日 優(yōu)先權(quán)日:2012年5月31日
【發(fā)明者】周明杰, 劉大喜, 王要兵 申請人:海洋王照明科技股份有限公司, 深圳市海洋王照明技術(shù)有限公司