一种电解质材料及其制备方法和应用技术

技术编号:26225339 阅读:55 留言:0更新日期:2020-11-04 11:01
本发明专利技术涉及一种电解质材料及其制备方法和应用,所述电解质材料包括核体和包覆在核体外的壳体,所述核体包括阻燃剂颗粒,所述壳体包括离子导电聚合物。本发明专利技术使用离子导电聚合物材料包覆阻燃剂形成一种核壳材料,将此材料添加到电极极片中,电池遇到安全性问题,电池会由于内短路发热,在发热过程中,离子导电聚合物电解质融化破裂,释放出阻燃剂,阻燃剂发挥阻燃作用,在短时间内阻止电池热失控,在正常使用状态下,阻燃剂被聚合物电解质包裹,不会影响电池的循环性能和倍率性能,从而具有优异的电化学性能,同时还具有提高压实密度以及降低负极膨胀的作用。

【技术实现步骤摘要】
一种电解质材料及其制备方法和应用
本专利技术涉及电池
,尤其涉及一种电解质材料及其制备方法和应用。
技术介绍
随着社会的快速发展和进步,能源短缺及环境污染问题日益严重,人们对于清洁能源需求变得日益重视;同时,新能源汽车日益普及,对于能源动力发展日益扩大,促使人们开发更高能量密度的锂离子电池。目前商用锂电池已经出现能量密度的瓶颈,在高能量密度方面很难有提升,固态电池作为下一代电池已经被提到了前沿位置,但是固态电池研发难度大,工艺要求较高,目前还不能马上实现量产,因此半固态电池作为一种过渡产品应运而生。固态电池从制备方法上划分主要可以分为:①半固态电池;②全固态电池,其中全固态电池正负极隔膜之间是固固接触,Li+传导阻力较大,目前性能很难达到传统液态电池水准;半固态电池作为传统液态电池到全固态电池中间的过渡态,无论在制备的可操作性、电池的倍率性能、循环性能都与传统液态电池十分接近,安全性能更是优于传统液态电池。聚合物固态电解质作为安全、密度小的材料非常受到关注,但是将聚合物固态电解质使用传统方法添加到电极中,也会有很大问题,因本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电解质材料,其特征在于,所述电解质材料包括核体和包覆在核体外的壳体,所述核体包括阻燃剂颗粒,所述壳体包括离子导电聚合物。/n

【技术特征摘要】
1.一种电解质材料,其特征在于,所述电解质材料包括核体和包覆在核体外的壳体,所述核体包括阻燃剂颗粒,所述壳体包括离子导电聚合物。


2.根据权利1所述的电解质材料,其特征在于,所述电解质材料中阻燃剂的质量占比为5-20%,优选10%;
优选地,所述核体的直径为0.5~10μm;
优选地,所述壳体的厚度为100-500nm。


3.根据权利1或2所述的电解质材料,其特征在于,所述阻燃剂包括磷酸三甲酯、磷酸三乙酯、磷酸三丁酯、三(2,2,2-三氟乙基)亚磷酸酯、磷酸三苯酯、亚磷酸酯或磷腈类阻燃材料中的任意一种或至少两种组合;
优选地,所述离子导电聚合物包括锂盐和聚合物电解质的组合;
优选地,所述锂盐占所述离子导电聚合物质量的1~20%,优选12%;
优选地,所述锂盐包括高氯酸锂、双三氟甲烷磺酰亚胺锂、双氟磺酰亚胺锂、双乙二酸硼酸锂或四氟硼酸锂中的任意一种或至少两种组合;
优选地,所述聚合物电解质的熔融温度为150-250℃,优选200℃;
优选地,所述聚合物电解质包括聚氧化乙烯、聚丙烯腈、聚甲基丙烯酸甲酯、聚偏二氟乙烯、聚乙二醇、聚乙二醇二丙烯酸酯或聚碳酸亚乙烯酯中的任意一种或至少两种组合;
优选地,在所述阻燃剂颗粒和所述离子导电聚合物之间存在乳化剂;
优选地,所述乳化剂沉积在所述阻燃剂颗粒表面;
优选地,所述乳化剂包括聚乙二醇、十二烷基磺酸钠、脂肪酸聚氧乙烯醚、阿拉伯胶、烷基苯磺酸钠、异硬脂酸单甘油酯、聚氧乙烷-聚氧丙烷共聚体、十六烷基三甲基溴化铵、苯乙烯马来酸酐共聚物中、非离子石蜡微乳化剂、阳离子石蜡微乳化剂、阴离子石蜡乳化剂、OP-10、OP-15、平平加O-10、油包水型废机油乳化剂、油包水型柴油乳化剂或油包水型动植物油乳化剂的任意一种或至少两种组合。


4.一种根据权利要求1-3中任一项所述的电解质材料的制备方法,其特征在于,所述制备方法包括:将阻燃剂分散液、聚合物单体、锂盐和引发剂混合,分散,得到混合溶液,搅拌并加热,保温反应,得到所述电解质材料。


5.根据权利要求4所述的制备方法,其特征在于,所述制备方法在氩气氛围中进行;
优选地,所述制备方法还包括使用回流冷凝设备;
优选地,所述分散的温度为80-90℃;
优选地,所述引发剂包括偶氮二异丁腈和/或偶氮二异庚腈;
优选地,以聚合物单体、锂盐和引发剂的总质量为100%计,所述聚合物单体的质量占比为70-90%,优选85%;
优选地,以聚合物单体、锂盐和引发剂的总质量为100%计,所述锂盐的质量占比为1-20%,优选12%;
优选地,以聚合物单体、锂盐和引发剂的总质量为100%计,所述引发剂的质量占比为0.1-1%,优选0.5%;
优选地,所述加热的温度为60-80...

【专利技术属性】
技术研发人员:吕文彬邓素祥陈少杰
申请(专利权)人:蜂巢能源科技有限公司
类型:发明
国别省市:江苏;32

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