一种大容量聚合物锂离子电池胶态电解质

摘要

本发明涉及聚合物锂离子电池的技术领域，具体为一种大容量聚合物锂离子电池胶态电解质。该电解质包括聚偏二氟乙烯、氰乙基纤维素甘油醚、二草酸硼酸锂、高氯酸锂、碳酸乙烯酯、N,N‑二甲基甲酰胺，提高了聚合物的电导率，内阻小、倍率性能好，大大提高电池的容量比。

权利要求

1.一种大容量聚合物锂离子电池胶态电解质，该电解质包括聚偏二氟乙烯、氰乙基纤维素甘油醚、二草酸硼酸锂、高氯酸锂、碳酸乙烯酯、N,N-二甲基甲酰胺，其具体的制备步骤为：(a)分别称取聚偏二氟乙烯和氰乙基纤维素甘油醚,混合均匀；然后将聚偏二氟乙烯和氰乙基纤维素甘油醚的混合物加入N,N-二甲基甲酰胺中进行溶解，再缓慢加热，加热温度

40-60℃，加热时间30-60分钟，得到聚合物膜；

(b)然后将步骤a得到的聚合物膜与锂盐溶液进行混合，同时进行加热至50-60℃，边加热边搅拌，搅拌5-12小时至凝胶状，得聚合物锂离子电池胶态电解质。

2.根据权利要求1所述的大容量聚合物锂离子电池胶态电解质，其特征在于，所述的聚偏二氟乙烯和氰乙基纤维素甘油醚的重量比为，聚偏二氟乙烯：氰乙基纤维素甘油醚＝1:

5-15。

3.根据权利要求2所述的大容量聚合物锂离子电池胶态电解质，其特征在于，所述的聚偏二氟乙烯和氰乙基纤维素甘油醚的重量比为，聚偏二氟乙烯：氰乙基纤维素甘油醚＝1:

10。

4.根据权利要求1所述的大容量聚合物锂离子电池胶态电解质，其特征在于，锂盐溶液的浓度为3.2-4.5mol/L，锂盐溶液为将二草酸硼酸锂和高氯酸锂溶解在碳酸乙烯酯中。

5.根据权利要求4所述的大容量聚合物锂离子电池胶态电解质，其特征在于，二草酸硼酸锂和高氯酸锂的重量比为二草酸硼酸锂：高氯酸锂＝1-2：5。

6.根据权利要求1所述的大容量聚合物锂离子电池胶态电解质，其特征在于，聚合物膜与锂盐溶液的重量比为聚合物膜：锂盐溶液＝1：5-12。

7.根据权利要求6所述的大容量聚合物锂离子电池胶态电解质，其特征在于，聚合物膜与锂盐溶液的重量比为聚合物膜：锂盐溶液＝1：8。

说明书

一种大容量聚合物锂离子电池胶态电解质

技术领域

[0001] 本发明涉及聚合物锂离子电池的技术领域，具体为一种大容量聚合物锂离子电池胶态电解质。

背景技术

[0002] 根据锂离子电池所用电解质材料不同，锂离子电池可以分为液态锂离子电池(lithium ion battery, 简称为LIB)和聚合物锂离子电池(polymer lithium ion battery, 简称为LIP)两大类，聚合物锂离子电池则以胶态聚合物电解液。而聚合物锂离子电池因为使用了胶态电解质，不会因为液体沸腾而产生大量气体，从而杜绝了剧烈爆炸的可能，比较安全，加上超薄以及灵活的外形，质量轻等优点，成为日后应用的趋势。

[0003] 凝胶聚合物电解质是由聚合物、锂盐和增塑剂通过一定方法形成的凝胶状电解质，具有液态电解质和固体聚合物电解质的双重性质，室温离子电导率接近液态电解质，与电极材料相容性好且形状可控，是近几年锂离子电池的研究热点。

[0004] 但是目前的聚合物锂离子电池并没有像一些分析家预测的那样流行，因为其容量并没有得到提高，实际上，容量比标准锂离子电池还有轻微减少，容量与离子电池胶态电解质息息相关，因此，提供一种大容量的聚合物锂离子电池胶态电解质迫在眉睫。

发明内容

[0005] 本发明的目的在于提供了一种大容量聚合物锂离子电池胶态电解质，该电解质包括聚偏二氟乙烯、氰乙基纤维素甘油醚、二草酸硼酸锂、高氯酸锂、碳酸乙烯酯、N,N-二甲基甲酰胺，提高了聚合物的电导率，内阻小、倍率性能好，大大提高电池的容量比。

[0006] 一种大容量聚合物锂离子电池胶态电解质，该电解质包括聚偏二氟乙烯、氰乙基纤维素甘油醚、二草酸硼酸锂、高氯酸锂、碳酸乙烯酯、N,N-二甲基甲酰胺，其具体的制备步骤为：

[0007] （a）分别称取聚偏二氟乙烯和氰乙基纤维素甘油醚,混合均匀；然后将聚偏二氟乙烯和氰乙基纤维素甘油醚的混合物加入N,N-二甲基甲酰胺中进行溶解，再缓慢加热，加热温度40-60℃，加热时间30-60分钟，得到聚合物溶液；

[0008] （b）然后将步骤a得到的聚合物溶液膜与锂盐溶液进行混合，同时进行加热至50-60℃，边加热边搅拌，搅拌5-12小时至凝胶状，得聚合物锂离子电池胶态电解质。

[0009] 本发明的特点还有：

[0010] 所述的聚偏二氟乙烯和氰乙基纤维素甘油醚的重量比为，聚偏二氟乙烯：氰乙基纤维素甘油醚=1:5-15，优选为1:10。

[0011] 所述的锂盐溶液的浓度为3.2-4.5mol/L，锂盐溶液为将二草酸硼酸锂和高氯酸锂溶解在碳酸乙烯酯中，作为优选二草酸硼酸锂和高氯酸锂的重量比为二草酸硼酸锂：高氯酸锂=1-2：5。

[0012] 聚合物膜与锂盐溶液的重量比为聚合物膜：锂盐溶液=1：5-12，优选为1：8。

[0013] 本发明的有益效果是：

[0014] 通过控制适当的聚偏二氟乙烯和氰乙基纤维素甘油醚比例以及与N,N-二甲基甲酰胺等其他一些物料的用量、温度等参数，提高了聚合物的电导率，内阻小、倍率性能好，大大提高电池的容量比，采用该聚合物胶态电解质制备的电池性能好，电导率高，电池容量高，扩大了使用范围，使用寿命长。

具体实施方式

[0015] 下面结合具体实施例对本发明的技术方案进行详细的说明。

[0016] 实施例1

[0017] 一种大容量聚合物锂离子电池胶态电解质，该电解质包括聚偏二氟乙烯、氰乙基纤维素甘油醚、二草酸硼酸锂、高氯酸锂、碳酸乙烯酯、N,N-二甲基甲酰胺，其具体的制备步骤为：分别称取聚偏二氟乙烯和氰乙基纤维素甘油醚,混合均匀，真空干燥备用；然后将聚偏二氟乙烯和氰乙基纤维素甘油醚的混合物加入N,N-二甲基甲酰胺中进行溶解，再缓慢加热，加热温度60℃，加热时间45分钟直至成聚合物膜；然后将聚合物膜浸入锂盐溶液中，同时进行搅拌5小时至凝胶状，得聚合物锂离子电池胶态电解质。

[0018] 其中聚偏二氟乙烯和氰乙基纤维素甘油醚的重量比为，聚偏二氟乙烯：氰乙基纤维素甘油醚=1:10。

[0019] 锂盐溶液的浓度为4.0mol/L，锂盐溶液为将二草酸硼酸锂和高氯酸锂溶解在碳酸乙烯酯中，作为优选二草酸硼酸锂和高氯酸锂的重量比为二草酸硼酸锂：高氯酸锂=1：5。

[0020] 聚合物膜与锂盐溶液的重量比为聚合物膜：锂盐溶液=1：8。

[0021] 实施例2

[0022] 一种大容量聚合物锂离子电池胶态电解质，该电解质包括聚偏二氟乙烯、氰乙基纤维素甘油醚、二草酸硼酸锂、高氯酸锂、碳酸乙烯酯、N,N-二甲基甲酰胺，其具体的制备步骤为：分别称取聚偏二氟乙烯和氰乙基纤维素甘油醚,混合均匀，真空干燥备用；然后将聚偏二氟乙烯和氰乙基纤维素甘油醚的混合物加入N,N-二甲基甲酰胺中进行溶解，再缓慢加热，加热温度40℃，加热时间60分钟直至成聚合物膜；然后将聚合物膜浸入锂盐溶液中，同时进行搅拌8小时至凝胶状，得聚合物锂离子电池胶态电解质。

[0023] 其中聚偏二氟乙烯和氰乙基纤维素甘油醚的重量比为，聚偏二氟乙烯：氰乙基纤维素甘油醚=1:5。

[0024] 锂盐溶液的浓度为4.5mol/L，锂盐溶液为将二草酸硼酸锂和高氯酸锂溶解在碳酸乙烯酯中，作为优选二草酸硼酸锂和高氯酸锂的重量比为二草酸硼酸锂：高氯酸锂=2：5。

[0025] 聚合物膜与锂盐溶液的重量比为聚合物膜：锂盐溶液=1：12。

[0026] 实施例3

[0027] 一种大容量聚合物锂离子电池胶态电解质，该电解质包括聚偏二氟乙烯、氰乙基纤维素甘油醚、二草酸硼酸锂、高氯酸锂、碳酸乙烯酯、N,N-二甲基甲酰胺，其具体的制备步骤为：分别称取聚偏二氟乙烯和氰乙基纤维素甘油醚,混合均匀，真空干燥备用；然后将聚偏二氟乙烯和氰乙基纤维素甘油醚的混合物加入N,N-二甲基甲酰胺中进行溶解，再缓慢加热，加热温度50℃，加热时间30分钟直至成聚合物膜；然后将聚合物膜浸入锂盐溶液中，同时进行搅拌12小时至凝胶状，得聚合物锂离子电池胶态电解质。

[0028] 其中聚偏二氟乙烯和氰乙基纤维素甘油醚的重量比为，聚偏二氟乙烯：氰乙基纤维素甘油醚=1:15。

[0029] 锂盐溶液的浓度为3.2mol/L，锂盐溶液为将二草酸硼酸锂和高氯酸锂溶解在碳酸乙烯酯中，作为优选二草酸硼酸锂和高氯酸锂的重量比为二草酸硼酸锂：高氯酸锂=1：5。

[0030] 聚合物膜与锂盐溶液的重量比为聚合物膜：锂盐溶液=1：5。