凝胶聚合物电解质及其制备方法技术

一种凝胶聚合物电解质，包括聚偏氟乙烯及分散在所述聚偏氟乙烯中的二（三氟甲磺酰）亚胺锂、增塑剂及烷基胺，其中，所述增塑剂由碳酸丙烯酯和碳酸二甲酯混合形成，所述聚偏氟乙烯、所述二（三氟甲磺酰）亚胺锂及所述增塑剂的质量比为1:(0.5～1):(3～8)，所述二（三氟甲磺酰）亚胺锂与所述烷基胺的摩尔比为1:0.001~1:0.05。该凝胶聚合物电解质能避免腐蚀铝箔。本发明专利技术还提供一种凝胶聚合物电解质的制备方法。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种凝胶聚合物电解质及其制备方法。
技术介绍
凝胶聚合物电解质锂离子电池因具有安全、无泄漏、漏电流小等优点而被研究者们所重视。凝胶聚合物电解质是一种新型的功能高分子材料，可同时作为隔膜和电解质材料，可使电池薄形化，从而提高电池造型设计的灵活性。PVDF体系由于C-F是很强吸电子基团，PVDF基聚合物电解质具有较强的抗氧化能力，而且，其介电常数(8.4)高，有助于锂盐的解离和载流子浓度的提高，并且其具有好的机械强度、化学稳定性、电化学稳定性、热稳定性，适合做电解质基质材料；二（三氟甲磺酰）亚胺锂(LiN（SO2CF3）2）因为粘度低、熔点低、导电率高及电压窗口宽,而成为高端锂盐之一，然而，含二（三氟甲磺酰）亚胺锂的PVDF基凝胶聚合物电解质在制备的过程中不可避免的会含有酸类杂质，在电化学循环过程中，酸会腐蚀作为集流体的铝箔，致使使用二（三氟甲磺酰）亚胺锂的PVDF基凝胶聚合物电解质作电解液的双电层电容器的稳定性降低。
技术实现思路
基于此，有必要提供一种能避免腐蚀铝箔的凝胶聚合物电解质及其制备方法。一种凝胶聚合物电解质，包括聚偏氟乙烯及分散在所述聚偏氟乙烯中的二（三氟甲磺酰）亚胺锂、增塑剂及烷基胺，其中，所述增塑剂由碳酸丙烯酯和碳酸二甲酯混合形成，所述聚偏氟乙烯、所述二（三氟甲磺酰）亚胺锂及所述增塑剂的质量比为1:(0.5～1):(3～8)，所述二（三氟甲磺酰）亚胺锂与所述烷基r>胺的摩尔比为1:0.001~1:0.05。在其中一个实施例中，所述烷基胺选自丁胺、戊胺及己胺中的一种。在其中一个实施例中，所述碳酸丙烯酯和所述碳酸二甲酯的体积比为1:1～1:2。在其中一个实施例中，所述二（三氟甲磺酰）亚胺锂与所述烷基胺的摩尔比为1:0.02~1:0.04。一种凝胶聚合物电解质的制备方法，包括以下步骤：将聚偏氟乙烯、二（三氟甲磺酰）亚胺锂、增塑剂及烷基胺溶于溶剂中并搅拌均匀形成混合液，其中，所述增塑剂由碳酸丙烯酯和碳酸二甲酯混合形成，所述聚偏氟乙烯、所述二（三氟甲磺酰）亚胺锂及所述增塑剂的质量比为1:(0.5～1):(3～8)，所述二（三氟甲磺酰）亚胺锂与所述烷基胺的摩尔比为1:0.001~1:0.05；及除去所述混合液中的所述溶剂得到凝胶聚合物电解质。。在其中一个实施例中，所述烷基胺选自丁胺、戊胺及己胺中的一种。在其中一个实施例中，将所述混合液浇铸在玻璃板上，然后在60℃~90℃、0.01MPa真空下干燥以除去所述溶剂。在其中一个实施例中，所述溶剂为甲基吡咯烷酮或丙酮。在其中一个实施例中，所述碳酸丙烯酯和所述碳酸二甲酯的体积比为1:1～1:2。在其中一个实施例中，所述二（三氟甲磺酰）亚胺锂与所述烷基胺的摩尔比为1：0.02~1:0.04。上述凝胶聚合物电解质中，通过加入烷基胺，烷基胺能够与二（三氟甲磺酰）亚胺盐类离子液体中的酸类杂质中的H+发生反应（RNH2+H+=RNH3+，其中R为烷基），避免酸腐蚀双层电容器的铝箔，能大大提高使用本专利技术做电解液的双层电容器的稳定性。附图说明图1为一实施方式的凝胶聚合物电解质的制备方法的流程图；图2为使用实施例1制备的凝胶聚合物电解质的双层电容器与使用对比例中制备的凝胶聚合物电解质的双层电容器的比电容与循环次数的关系图。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对凝胶聚合物电解质及其制备方法进一步阐明。一实施方式的凝胶聚合物电解质，包括聚偏氟乙烯（PVDF）、二（三氟甲磺酰）亚胺锂（LiN（SO2CF3）2）、增塑剂及烷基胺。聚偏氟乙烯为基质，二（三氟甲磺酰）亚胺锂、增塑剂及烷基胺分散在聚偏氟乙烯中。其中，增塑剂由碳酸丙烯酯（PC）和碳酸二甲酯（DMC）混合形成。聚偏氟乙烯、二（三氟甲磺酰）亚胺锂及增塑剂的质量比为1:(0.5～1):(3～8)，二（三氟甲磺酰）亚胺锂与烷基胺的摩尔比为1:0.001~1:0.05。优选的，碳酸丙烯酯和碳酸二甲酯的体积比为1∶1～1:2。优选的，烷基胺选自丁胺、戊胺及己胺中的至少一种。优选的，LiN（SO2CF3）2与烷基胺的摩尔比为1:0.02~1:0.04。上述凝胶聚合物电解质中，PVDF为基质，通过加入烷基胺，烷基胺能够与二（三氟甲磺酰）亚胺盐类离子液体中的酸类杂质中的H+发生反应（RNH2+H+=RNH3+，其中R为烷基），避免酸腐蚀双层电容器的铝箔，能大大提高使用本专利技术做电解液的双层电容器的稳定性。请参阅图1，上述凝胶聚合物电解质的制备方法，包括以下步骤：步骤S110、将聚偏氟乙烯、二（三氟甲磺酰）亚胺锂、增塑剂及烷基胺溶于溶剂中并搅拌均匀形成混合液，其中，增塑剂由碳酸丙烯酯和碳酸二甲酯混合形成，聚偏氟乙烯、二（三氟甲磺酰）亚胺锂及增塑剂的质量比为1:(0.5～1):(3～8)，二（三氟甲磺酰）亚胺锂与烷基胺的摩尔比为1:0.001~1:0.05。优选的，LiN（SO2CF3）2与烷基胺的摩尔比为1：0.02~1:0.04。优选的，碳酸丙烯酯和碳酸二甲酯的体积比为1:1～1:2。优选的，烷基胺选自丁胺、戊胺及己胺中的至少一种。优选的，溶剂为甲基吡咯烷酮或丙酮。步骤S120、除去混合液中的溶剂得到凝胶聚合物电解质。优选的，将混合液浇铸在玻璃板上，然后在60℃~90℃、0.01MPa真空下干燥以除去甲基吡咯烷酮。上述凝胶聚合物电解质制备方法较为简单，制备的凝胶聚合物电解质可以避免腐蚀双层电容器的铝箔。以下为具体实施例。实施例1按聚合物:锂盐:增塑剂=1:0.8:5的比例(质量比),称取PVDF、二（三氟甲磺酰）亚胺锂、PC/DMC（固定体积比1:1）,加入一定量的丁胺(二（三氟甲磺酰）亚胺锂：烷基胺的摩尔比为1:0.05),溶于适量的甲基吡咯烷酮中,持续搅拌均匀后将其浇铸在洁净的玻璃板上，再在80℃、0.01MPa真空下干燥后，即得到添加了丁胺的PVDF基凝胶聚合物电解质。实施例2按聚合物:锂盐:增塑剂=1:0.5:3的比例(质量比),称取PVDF、二（三氟甲磺酰）亚胺锂、PC/DMC（固定体积比1:1）,加入一定量的戊胺(二（三氟甲磺酰）亚胺锂：烷基胺的摩尔比为1:0.04),溶于适量的丙酮中,持续搅拌均匀后将其浇铸在洁净的玻璃板上，再在80℃、0.01MPa真空下干燥后，即得到添加了戊胺的PVDF基凝胶聚合物电解质。实施例3按聚合物:锂盐:增塑剂=1:1:8的比例本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种凝胶聚合物电解质，其特征在于，包括聚偏氟乙烯及分散在所述聚偏氟乙烯中的二（三氟甲磺酰）亚胺锂、增塑剂及烷基胺，其中，所述增塑剂由碳酸丙烯酯和碳酸二甲酯混合形成，所述聚偏氟乙烯、所述二（三氟甲磺酰）亚胺锂及所述增塑剂的质量比为1:(0.5～1):(3～8)，所述二（三氟甲磺酰）亚胺锂与所述烷基胺的摩尔比为1:0.001~1:0.05。

【技术特征摘要】
1.一种凝胶聚合物电解质，其特征在于，包括聚偏氟乙烯及分散在所述聚
偏氟乙烯中的二（三氟甲磺酰）亚胺锂、增塑剂及烷基胺，其中，所述增塑剂
由碳酸丙烯酯和碳酸二甲酯混合形成，所述聚偏氟乙烯、所述二（三氟甲磺酰）
亚胺锂及所述增塑剂的质量比为1:(0.5～1):(3～8)，所述二（三氟甲磺酰）亚胺
锂与所述烷基胺的摩尔比为1:0.001~1:0.05。
2.根据权利要求1所述的凝胶聚合物电解质，其特征在于，所述烷基胺选
自丁胺、戊胺及己胺中的一种。
3.根据权利要求1所述的凝胶聚合物电解质，其特征在于，所述碳酸丙烯
酯和所述碳酸二甲酯的体积比为1:1～1:2。
4.根据权利要求1所述的凝胶聚合物电解质，其特征在于，所述二（三氟
甲磺酰）亚胺锂与所述烷基胺的摩尔比为1:0.02~1:0.04。
5.一种凝胶聚合物电解质的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将聚偏氟乙烯、二（三氟甲磺酰）亚胺锂、增塑剂及烷基胺溶于溶剂中并搅拌
均匀形成混合液，其中，所述增塑剂由碳酸丙烯酯和碳酸二甲酯混合...

【专利技术属性】
技术研发人员：周明杰，邓惠仁，王要兵，
申请(专利权)人：海洋王照明科技股份有限公司，深圳市海洋王照明技术有限公司，深圳市海洋王照明工程有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44