專利名稱：一種全固態(tài)復(fù)合聚合物電解質(zhì)膜制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鋰電池隔膜的制備方法，具體涉及一種全固態(tài)復(fù)合聚合物電解質(zhì)膜制備方法。
背景技術(shù)：
隔膜是鋰離子電池的其中一個關(guān)鍵組件。目前商品化的鋰電池的隔膜，主要采用聚乙烯和聚丙烯微孔膜。但聚乙烯和聚丙烯隔膜存在不少缺點，例如孔隙率較低，熔點較低，機械強度差，對電解質(zhì)親和性較差，影響了鋰電池的安全性。為了改善這些缺點，不少材料如聚合物電解質(zhì)被研究用于制造鋰電池隔膜。聚氧化乙烯(PEO)是研究最早的聚合物電解質(zhì)材料，但是PEO和鋰離子化合物形成的復(fù)合聚合物膜室溫下電導(dǎo)率較低，不能直接用于制造電池，因此可以加入其他聚合物與PEO混合，從而達(dá)到提高復(fù)合聚合物膜電導(dǎo)率的目的，例如在PEO中加入超支化聚合物(Wen Zhaoyin,et al. Solid State Ion ics，2000，134(3/4) :281-289.)。然而，通過此法獲得的PEO電解質(zhì)膜，在室溫下電導(dǎo)率只有IO-5S^cnT1的水平，與聚乙烯膜和聚丙烯膜相比仍有明顯差距。為了解決此問題，還需加入其他物質(zhì)，例如專利CN101577349B除了加入聚乙烯亞胺(PEI)之外，還加入了檸檬酸、LiNi1TyCoxAlyO2超細(xì)活性填料，其電導(dǎo)率提高至但超細(xì)活性填料需另外制備，增加了工藝難度，同時增加產(chǎn)品成本。

聚甲基乙撐碳酸酯(PPC)與PEO同樣屬于可降解的高分子材料，目前僅有文獻I (禹筱元等，鋰離子電池用PE0/PPC復(fù)合聚合物電解質(zhì)膜，《電池》，2009，39 (I) :3_5)公開了 PPC和PEO制備而成的電解質(zhì)膜。然而，已公開的PEO-PPC-鋰離子化合物電解質(zhì)膜同樣存在電導(dǎo)率較低的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有全固態(tài)復(fù)合聚合物電解質(zhì)膜的電導(dǎo)率低的問題，提供了一種全固態(tài)復(fù)合聚合物電解質(zhì)的制備方法。本發(fā)明的一種全固態(tài)復(fù)合聚合物電解質(zhì)膜由聚甲基乙撐碳酸酯(PPC)、聚氧化乙烯(PEO)、氟化鈣和鋰鹽制成。本發(fā)明的全固態(tài)復(fù)合聚合物電解質(zhì)膜制備方法的步驟如下I)稱取一定量的PE0、PPC粉末混合，將PE0/PPC混合物加入丙酮溶液中，攪拌12h得到均勻PE0/PPC-丙酮溶液。2)將鋰鹽、氟化鈣加入丙酮溶液中，攪拌12h得均勻鋰鹽-氟化鈣-丙酮溶液。3)將步驟I)所得的PE0/PPC-丙酮溶液和步驟2)所得的鋰鹽-氟化鈣-丙酮溶液按比例混合后攪拌12h，再將得到的混合溶液倒入聚四氟乙烯模具，室溫下放置，自然成膜；60°C下真空干燥24h，即得全固態(tài)復(fù)合聚合物電解質(zhì)膜。具體地，所述PE0/PPC混合物中PEO和PPC的質(zhì)量比為O. 4 4 I。
優(yōu)選地，所述PEO/PPC混合物中PEO和PPC的質(zhì)量比為O. 7 I。具體地，所述鋰鹽選自LiPF6, LiBF4, Li2B12F12，LiB(C2O4)2, LiN(SO2CF3)2,LiN(SO2F)2, LiODFB 中的一種或多種。優(yōu)選地，所述鋰鹽選自LiN(SO2F)215具體地，所述鋰鹽、氟化鈣和PE0/PPC混合物的質(zhì)量比為1: 2 : 5 20。優(yōu)選地，所述鋰鹽、氟化鈣和PE0/PPC混合物的質(zhì)量比為1: 2 : 5。本發(fā)明的全固態(tài)復(fù)合聚合物電解質(zhì)的制備步驟簡單，生產(chǎn)效率高，得到的全固態(tài)復(fù)合聚合物電解質(zhì)膜電導(dǎo)率高。鋰鹽的種類對電解質(zhì)膜的電導(dǎo)率具有重要的影響，本發(fā)明對鋰鹽的種類，以及對氟化鈣、PEO、PPC和鋰鹽的質(zhì)量比進行優(yōu)化，有效提高了 PEO電解質(zhì)膜室溫下的電導(dǎo)率。
具體實施例方式實施例1 :測 定不同鋰鹽制成的電解質(zhì)膜室溫下的電導(dǎo)率實驗組1:稱取2. 5g PEO,2. 5g PPC粉末混合，將PE0/PPC混合物加入50ml丙酮溶液中，攪拌12h得到均勻的PE0/PPC-丙酮溶液。將O. 5g LiPF6U. Og氟化鈣加入50ml丙酮溶液中，攪拌12h得鋰鹽-氟化鈣-丙酮溶液。將上述PE0/PPC-丙酮溶液和鋰鹽-氟化鈣-丙酮溶液混合后攪拌12h，再將得到的混合溶液倒入聚四氟乙烯模具，室溫下放置，自然成膜；60°C下真空干燥24h，即得全固態(tài)復(fù)合聚合物電解質(zhì)膜。測定電解質(zhì)膜室溫條件下的電導(dǎo)率的方法如下采用辰華CHI760B電化學(xué)工作站測定。將制備好的電解質(zhì)膜置于兩片不銹鋼電極之間，測量其交流阻抗譜，交流微擾幅度為5mV，頻率為IHz到1MHz，溫度為室溫，每次測定平衡時間約為30min，最后根據(jù)電解質(zhì)膜的厚度和面積，按下式計算電導(dǎo)率σ，其中d為膜的厚度，Rb為膜的本體電阻，S為膜的面積σ = d/ (Rb*S)實驗組2-7將實驗組I中的LiPF6分別替換為LiBF4、Li2B12F12、LiB (C2O4) 2、LiN(SO2CF3)2^ LiN(SO2F)JP LiODFB，具體電解質(zhì)膜的制備方法及電導(dǎo)率測定方法同實驗組
I。7種不同鋰鹽制成的電解質(zhì)膜室溫下的電導(dǎo)率結(jié)果如表I所示。表I不同鋰鹽制成的電解質(zhì)膜室溫下的電導(dǎo)率結(jié)論=LiN(SO2F)2制成的電解質(zhì)膜的電導(dǎo)率明顯高于其他幾種鋰鹽，故選用LiN(SO2F)20
權(quán)利要求
1.一種全固態(tài)復(fù)合聚合物電解質(zhì)膜制備方法包括 1)稱取一定量的PEO、PPC粉末混合，將PEO/PPC混合物加入丙酮溶液中，攪拌12h得到均勻PEO/PPC-丙酮溶液。
2)將鋰鹽、氟化鈣加入丙酮溶液中，攪拌12h得均勻鋰鹽-氟化鈣-丙酮溶液。
3)將步驟I)所得的PEO/PPC-丙酮溶液和步驟2)所得的鋰鹽-氟化鈣-丙酮溶液按比例混合后攪拌12h，再將得到的混合溶液倒入聚四氟乙烯模具，室溫下放置，自然成膜；60°C下真空干燥24h，即得全固態(tài)復(fù)合聚合物電解質(zhì)膜。
2.如權(quán)利要求1所述的全固態(tài)復(fù)合聚合物電解質(zhì)膜制備方法，其特征在于，所述PEO/PPC混合物中PEO和PPC的質(zhì)量比為O. 4 4 I。
3.如權(quán)利要求2所述的全固態(tài)復(fù)合聚合物電解質(zhì)膜制備方法，其特征在于，所述PEO/PPC混合物中PEO和PPC的質(zhì)量比為O. 7 I。
4.如權(quán)利要求1所述的全固態(tài)復(fù)合聚合物電解質(zhì)膜制備方法，其特征在于，所述鋰鹽選自 LiPF6, LiBF4, Li2B12F12, LiB(C2O4)2, LiN(SO2CF3)2, LiN(SO2F)2, LiODFB 中的一種或多種。
5.如權(quán)利要求4所述的全固態(tài)復(fù)合聚合物電解質(zhì)膜制備方法，其特征在于，所述鋰鹽選自 LiN(SO2F)20
6.如權(quán)利要求1所述的全固態(tài)復(fù)合聚合物電解質(zhì)膜制備方法，其特征在于，所述鋰鹽、氟化鈣和PE0/PPC混合物的質(zhì)量比為1: 2 5 20。
7.如權(quán)利要求6所述的全固態(tài)復(fù)合聚合物電解質(zhì)膜制備方法，其特征在于，所述鋰鹽、氟化鈣和PE0/PPC混合物的質(zhì)量比為1: 2 : 5。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種全固態(tài)復(fù)合聚合物電解質(zhì)膜制備方法，具體包括1)稱取一定量的PEO、PPC粉末混合，將PEO/PPC混合物加入丙酮溶液中，攪拌12h得到均勻PEO/PPC-丙酮溶液。2)將鋰鹽、氟化鈣加入丙酮溶液中，攪拌12h得均勻鋰鹽-氟化鈣-丙酮溶液。3)將步驟1)所得的PEO/PPC-丙酮溶液和步驟2)所得的鋰鹽-氟化鈣-丙酮溶液按比例混合后攪拌12h，再將得到的混合溶液倒入聚四氟乙烯模具，室溫下放置，自然成膜；60℃下真空干燥24h，即得全固態(tài)復(fù)合聚合物電解質(zhì)膜。本發(fā)明制備的全固態(tài)復(fù)合聚合物電解質(zhì)膜的電導(dǎo)率高。
文檔編號C08J5/18GK103059326SQ20131002123
公開日2013年4月24日 申請日期2013年1月5日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月5日
發(fā)明者鄧麗娟, 況麗娟 申請人:鄧麗娟