一种改善锂硫电池自放电的聚合物电解质的制备及应用制造技术

本发明专利技术公开了一种改善锂硫电池自放电的聚合物电解质的制备及应用，提供了一种新型聚合物电解质材料和该材料的制备方法。这种聚合物电解质包括磺酸基锂盐、高分子聚合物、溶解剂和增塑剂，能够实现高效的化学性能，避免现有电池的枝晶问题和穿梭问题。该单离子导体聚合物电解质的制备方法简单易行且环境友好，能使材料产生良好的机械性能和耐热性。本发明专利技术的单离子导体聚合物电解质应用在锂硫电池的领域。

【技术实现步骤摘要】
一种改善锂硫电池自放电的聚合物电解质的制备及应用
本专利技术属于锂硫电池的内部电解质材料领域，涉及电解质材料以及其制备方法，特别是一种改善锂硫电池自放电的单离子导体聚合物电解质的制备及应用。技术背景锂硫电池是一种理论比能量远高于传统锂离子电池的新型电池。硫作为活性物质的锂硫电池理论比容量可以达到1675毫安时每克，能量密度可以达到2600瓦时每千克，远高于现有的传统锂离子电池。与此同时，硫在自然界中的储量丰富、环境友好且价格低廉。这些优势使得锂硫电池脱颖而出，成为下一代高比能量锂离子电池的研究热点。现有的锂硫电池，通常采用液态的醚类电解液结合聚烯烃微孔隔膜的结构。作为锂硫电池的核心组成部件，隔膜材料和电解液在电池的制造中起着至关重要的作用。隔膜和电解液性能的优劣直接影响着电池的能量密度、循环寿命和安全性等特性。然而，聚烯烃隔膜孔隙较大且不均匀，极易造成电池内部正负极接触而发生微区短路；液态电解液存在较大的流动性，且醚类电解液对多硫离子有较大的溶解性，因此多硫离子极易在电解液中溶解并迁移至负极侧，影响锂负极稳定性和电池的电化学稳定性；液态电解液存在可燃、易漏液等安全隐患。专利技术内本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种改善锂硫电池自放电的单离子导体聚合物电解质的制备方法，其特征在于,包括以下步骤：S1、向含有磺酸基的聚合物中加入含有锂离子的无机物溶液进行混合，待两者反应完成后，得到含磺酸基锂盐的有机溶液；S2、准备溶解剂；S3、称取摩尔比为1:1‑1:50范围内的磺酸基锂盐和高分子聚合物的混合物，再将溶解剂加入到该混合物中，然后将三者充分搅拌溶解，得到均匀的透明溶液；S4、准备光滑的玻璃板，将S3中得到的透明溶液涂覆在玻璃板上，室温下静置晾干，再移入真空环境下进行干燥，干燥后得到薄膜冲片；S5、将S4中得到的薄膜冲片移除真空环境，向该薄膜冲片加入分子结构为链状或者环状醚类的增塑剂，最后得到目标产物含...

【技术特征摘要】
1.一种改善锂硫电池自放电的单离子导体聚合物电解质的制备方法，其特征在于,包括以下步骤：S1、向含有磺酸基的聚合物中加入含有锂离子的无机物溶液进行混合，待两者反应完成后，得到含磺酸基锂盐的有机溶液；S2、准备溶解剂；S3、称取摩尔比为1:1-1:50范围内的磺酸基锂盐和高分子聚合物的混合物，再将溶解剂加入到该混合物中，然后将三者充分搅拌溶解，得到均匀的透明溶液；S4、准备光滑的玻璃板，将S3中得到的透明溶液涂覆在玻璃板上，室温下静置晾干，再移入真空环境下进行干燥，干燥后得到薄膜冲片；S5、将S4中得到的薄膜冲片移除真空环境，向该薄膜冲片加入分子结构为链状或者环状醚类的增塑剂，最后得到目标产物含磺酸基的单离子导体聚合物电解质。2.根据权利要求1中所述改善锂硫电池自放电的单离子导体聚合物电解质的制备方法，其特征在于：单离子导体聚合物电解质的制备步骤S1中，步骤S1含锂离子的无机物包括氢氧化锂、碳酸锂、氯化锂、硝酸锂、醋酸锂、磷酸锂亚硝酸锂、硫酸锂、四硼酸锂及其水合物中的一种或者多种；步骤S1得到的磺酸基锂盐包括磺化聚苯乙烯锂、聚环氧乙烯基乙酯双磺酸锂、聚甲基丙烯酸烷基酯磺酸锂、含磺酸基的超支化聚氨酯锂中的一种或者多种；步骤S3中，高分子聚合物包括聚偏氟乙烯、聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物、聚环氧乙烷、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯腈中的一种或者多种。3.根据权利要求1中所述改善锂硫电池自放电的单离子导体聚合物电解质的制备方法，其特征在于：所述单离子导体聚合物电解质的制备步骤S2中的所述溶解剂还包括N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮、二甲基亚砜中的一种或者多种。4.根据权利要求1中所述改善锂硫电池自放电的单离子导体聚合物电解质的制备方法，其特征在于：所述单离子导体聚合物电解质的制备步骤S3中，所述磺酸基锂盐和所述高分子聚合物的摩尔比具体为1:10-1:50。5.根据权利要求1中所述改善锂硫电池自放...

【专利技术属性】
技术研发人员：王延青，刘志宏，李辰，范洪波，段若蒙，赵雁飞，
申请(专利权)人：东莞理工学院，
类型：发明
国别省市：广东,44