一种含有两性离子全固态聚合物的电解质膜及其制备方法和用途技术

本发明专利技术公开了一种含有两性离子全固态聚合物的电解质膜及其制备方法和用途。本发明专利技术的全固态聚合物电解质由聚(甲基氢硅甲烷)、N,N‑二甲基烯丙基胺、烯丙基封端聚醚、1,3‑丙基磺内酯、锂盐和交联剂制成。将PHMS、PEO、DMAA在甲苯中充分混合，加入氯铂酸催化剂反应；制备的产物再与1,3‑PS反应；上述反应的产物在乙腈溶剂中混入锂盐、交联剂，充分搅拌后在真空烘箱中交联成膜，即得含有两性离子全固态聚合物电解质膜。本发明专利技术的含有两性离子的全固态聚合物电解质电导率大幅度提高，室温下达到3.39×10‑4S·cm‑1，电化学窗口超过5V，可用于锂二次电池。

Electrolyte membrane containing amphoteric ion all solid polymer and preparation method and application thereof

The invention discloses an electrolyte membrane containing a zwitterionic all solid polymer, a preparation method and application thereof. The invention of the solid polymer electrolyte composed of poly (methyl hydrogen silicone, N, N methane) two methyl allyl amine and allyl terminated polyether, 1,3 propyl sultone, lithium salt and cross-linking agent. PHMS, PEO, DMAA in toluene mixed fully join chloroplatinic acid catalyst; preparation products reacting with 1,3 PS; product of the reaction with lithium salt and crosslinking agent in acetonitrile solvent, stirring in a vacuum oven crosslinking film, the solid polymer containing amphoteric ion electrolyte membrane. The present invention comprises a zwitterionic polymer electrolyte conductivity at room temperature is greatly increased, reaching 3.39 * 10 4S - 1 cm, electrochemical window is more than 5V, can be used for lithium secondary battery two.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种含有两性离子全固态聚合物的电解质膜及其制备方法和用途。
技术介绍
随着社会经济的发展，人们对能源的需求日益增加，同时在全球气候变暖、大气污染严重等问题尤为突出，严重影响着人类社会的发展和生存，因此锂离子二次电池这种高效的绿色移动储能设备脱颖而出，成为未来新能源发展的主要方向，目前锂离子电池不仅广泛应用于智能手机、笔记本电脑、音响设备、游戏机、数码相机、掌上电脑等移动电子设备，也越来越多的应用于电动汽车、无人机、地球轨道飞行器、民航客机等方面。目前市场上销售的锂离子电池主要釆用碳酸酯类液体电解质体系，虽然有着较高的离子电导率，但是有机溶剂具有容易泄露、闪点较低、易燃烧、易挥发、有毒等特性，在过充、碰撞、挤压等特殊情况下，可能发生泄露、燃烧、爆炸等安全事故，对使用者的人身财产安全造成一定的威胁，因此，亟待开发安全性能更高的并且能够满足商业应用的全固态聚合物电解质。全固态聚合物电解质(SPE)的室温电导率较低，是无法满足商业化使用要求的主要原因。目前PEO是最常用的聚合物电解质材料，然而PEO和锂盐混合室温下导电率较低，需要进一步改性，提高聚合物室温下的电导率。目前，提本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种含有两性离子全固态聚合物电解质的制备方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：a、通过硅氢加成反应，制备出侧链同时接枝PEO和两性离子的聚(甲基氢硅甲烷)，其结构如式(1)所示:式(1)中m/n≤0.04，x＝3～20，R为‑N(CH3)2‑；b、将步骤a中制备的聚合物与锂盐、交联剂溶解在乙腈或丙酮溶剂中，室温下搅拌，混合均匀后倒入聚四氟乙烯模具中，置于真空烘箱中加热干燥，交联成膜，制备出含有两性离子的全固态聚合物电解质膜。

【技术特征摘要】
1.一种含有两性离子全固态聚合物电解质的制备方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：a、通过硅氢加成反应，制备出侧链同时接枝PEO和两性离子的聚(甲基氢硅甲烷)，其结构如式(1)所示:式(1)中m/n≤0.04，x＝3～20，R为-N(CH3)2-；b、将步骤a中制备的聚合物与锂盐、交联剂溶解在乙腈或丙酮溶剂中，室温下搅拌，混合均匀后倒入聚四氟乙烯模具中，置于真空烘箱中加热干燥，交联成膜，制备出含有两性离子的全固态聚合物电解质膜。2.如权利要求1所述的一种含有两性离子全固态聚合物电解质的制备方法，其特征在于所述的步骤a具体如下：1)将PHMS与有机溶剂充分混合得到溶液A，将DMAA、PEO、催化剂与有机溶剂混合均匀，得到溶液B，将溶液A预热至40～60℃，在惰性气体气氛下，向A中缓慢滴加溶液B，滴加后混合液在40～60℃继续反应2～3h，随后升温至70～90℃反应直至C＝C消失，反应结束除去有机溶剂，得到产物C；2)将产物C与有机溶剂充分混合得到溶液D，惰性气体环境中预热至45～60℃，将1,3-丙基磺内酯加入溶液D中，45～60℃下反应16～20小时，除去有机溶剂得到产物E，产物E即为式(1)结构。3.如权利要求2所述的一种含有两性离子全固态聚合物电解质的制备方法，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：张庆华，刘明珠，任超时，詹晓力，陈丰秋，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33