胶态电解质及其制作方法，以及锂电池技术

本发明专利技术公开一种胶态电解质及其制作方法，以及锂电池。所述胶态电解质的制作方法包含步骤：添加一聚丙烯腈类及一聚醇类至一液态电解质中，以形成一混合物，其中所述液态电解质包含一锂盐；进行一交联反应，加热所述混合物至70至80℃之间达4小时以上，以形成一透明溶液；以及冷却所述透明溶液，以形成所述胶态电解质。本发明专利技术通过使用特定方法形成胶态电解质以避免液态电解质所产生的漏液问题。

【技术实现步骤摘要】
胶态电解质及其制作方法，以及锂电池
本专利技术是有关于电池领域，特别是有关于一种胶态电解质及其制作方法，以及锂电池。
技术介绍
已有许多对于电池领域的研究。例如，在2019年9月1日于电源杂志期刊(JournalofPowerSources)发表的文章，标题为“解释TiO2纳米填料在准固态染料敏化太阳能电池中作用的新机制(Liuetal；AnewmechanismforinterpretingtheeffectofTiO2nanofillersinquasi-solid-statedye-sensitizedsolarcells)。或者，在2017年1月于材料化学A杂志期刊(JournalofMaterialsChemistryA.)发表的文章，标题为“用于染料敏化太阳能电池的高性能可印刷电解质(Liuetal；High-performanceprintableelectrolytesfordye-sensitizedsolarcells)。近年来，锂电池广泛的应用在各种电子产品、电动汽机车或储能装置中。因此许多研究的焦点是放在提升锂电池的效能、能量密度以及安全性。就安全性而言，使用于锂电池的液态电解质往往具有漏液的风险而导致爆炸的风险。故，有必要提供一种胶态电解质及其制作方法，以及锂电池，以解决现有技术所存在的问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供一种胶态电解质及其制作方法，以及锂电池，以解决现有技术所存在的使用于锂电池的液态电解质往往具有漏液的风险而导致爆炸的风险问题。本专利技术的一目的在于提供一种胶态电解质的制作方法，通过加入至少二种的聚合物(例如聚丙烯腈类及聚醇类)来与液态电解质的锂盐进行交联反应，以形成胶态电解质，制作过程简易。本专利技术的另一目的在于提供一种胶态电解质，包含由一聚丙烯腈类、一聚醇类及一锂盐所形成的交联组成物，其可作为锂电池的电解质用途。本专利技术的又一目的在于提供一种锂电池，包含本专利技术的胶态电解质，其可避免液态电解质的漏液风险，并且所述锂电池具有优良的电池特性。为达上述的目的，本专利技术提供一种胶态电解质的制作方法，其包含步骤：添加一聚丙烯腈类及一聚醇类至一液态电解质中，以形成一混合物，其中所述液态电解质包含一锂盐；进行一交联反应，加热所述混合物至70至80℃之间达4小时以上，以形成一透明溶液；以及冷却所述透明溶液，以形成所述胶态电解质。在本专利技术的一实施例中，所述聚丙烯腈类选自于聚丙烯腈及其衍生物所组成的一族群。在本专利技术的一实施例中，所述聚丙烯腈类包含聚丙烯腈-丙烯酸甲酯。在本专利技术的一实施例中，所述聚醇类包含聚乙二醇。在本专利技术的一实施例中，所述聚丙烯腈类及所述聚醇类的一重量比是介于10:1至20:1。在本专利技术的一实施例中，所述锂盐包含双三氟甲基磺酰亚胺锂(LITFSI)、LiPF6、LiClO4、LiSO4及LiBF4中的至少一种。本专利技术的另一目的在于提供一种胶态电解质，包含：一聚丙烯腈类、一聚醇类及一锂盐所形成的一交联组成物。本专利技术的又一目的在于提供一种锂电池，包含：一正极材料、一负极材料以及一胶态电解质。所述胶态电解质设于所述正极材料及所述负极材料之间，其中所述胶态电解质包含一聚丙烯腈类、一聚醇类及一锂盐所形成的一交联组成物。在本专利技术的一实施例中，所述正极材料包含钴酸锂、三元材料及磷酸铁锂中的至少一种。在本专利技术的一实施例中，所述负极材料包含：石墨、锂钛氧及锂金属中的至少一种。与现有技术相比较，本专利技术的胶态电解质及其制作方法，以及锂电池，通过使用胶态电解质来液态电解质所产生的漏液的风险而导致爆炸的风险问题。为让本专利技术的上述内容能更明显易懂，下文特举优选实施例，并配合所附图式，作详细说明如下：附图说明图1是本专利技术一实施例的胶态电解质的制作方法的流程示意图。图2是本专利技术一实施例的锂电池的分解示意图。图3是在室温(25℃)下对实施例1的锂电池进行充放电测试的分析示意图。具体实施方式以下各实施例的说明是参考附加的图式，用以例示本专利技术可用以实施的特定实施例。再者，本专利技术所提到的方向用语，例如上、下、顶、底、前、后、左、右、内、外、侧面、周围、中央、水平、横向、垂直、纵向、轴向、径向、最上层或最下层等，仅是参考附加图式的方向。因此，使用的方向用语是用以说明及理解本专利技术，而非用以限制本专利技术。请参照图1所示，本专利技术一实施例的胶态电解质的制作方法10，主要包含下列步骤11至13：添加一聚丙烯腈类及一聚醇类至一液态电解质中，以形成一混合物，其中所述液态电解质包含一锂盐(步骤11)；进行一交联反应，加热所述混合物至70至80℃之间达4小时以上，以形成一透明溶液(步骤12)；以及冷却所述透明溶液，以形成所述胶态电解质(步骤13)。本专利技术将于下文逐一详细说明实施例的上述各步骤的实施细节及其原理。本专利技术一实施例的胶态电解质的制作方法10首先是步骤11：添加一聚丙烯腈类及一聚醇类至一液态电解质中，以形成一混合物，其中所述液态电解质包含一锂盐。在本步骤11中，主要是通过加入特定的聚合物种类至含有锂盐的液态电解质中，以使液态电解质可在后续步骤形成胶态电解质。在一实施例中，所述聚丙烯腈类选自于聚丙烯腈及其衍生物所组成的一族群。在一范例中，所述聚丙烯腈类包含聚丙烯腈-丙烯酸甲酯。在另一实施例中，所述聚醇类包含聚乙二醇。在又一实施例中，所述聚丙烯腈类及所述聚醇类的一重量比是介于10:1至20:1。在一范例中，所述重量比可以是11:1、12:1、13:1、14:1、15:1、16:1、17:1、18:1或19:1。在再一实施例中，所述聚丙烯腈类与所述聚醇类的总和相对于所述液态电解质(即(所述聚丙烯腈类+所述聚醇类):所述液态电解质)的重量比介于2:100至5:100。在一范例中，所述重量比是3:100或4:100。在一实施例中，所述锂盐包含双三氟甲基磺酰亚胺锂(LITFSI)、LiPF6、LiClO4、LiSO4及LiBF4中的至少一种。本专利技术一实施例的胶态电解质的制作方法10接着是步骤12：进行一交联反应，加热所述混合物至70至80℃之间达4小时以上，以形成一透明溶液。在本步骤12中，主要是通过加热的方式，以促进所述聚丙烯腈类及所述聚醇类均匀溶解于所述液态电解质中，进而促进交联反应。在一实施例中，交联反应的加热时间例如是4至12小时。在一范例中，加热时间例如是5、6、7、8、9、10或11小时。本专利技术一实施例的胶态电解质的制作方法10接着是步骤13：冷却所述透明溶液，以形成所述胶态电解质。在本步骤13中，例如可通过静置空冷方式，以使所述透明溶液形成胶态电解质。这边要说明的是，本专利技术实施例的胶态电解质的制作方法的至少一特点在于，至少需要加入所述聚丙烯腈类与所述聚醇类来与锂盐进行交联反应，才能制得胶态电解质，进而避免液态电解质所产生的漏液问题。若是在仅加入所述聚丙烯腈类来与锂盐进行交联反应的情况下，所述液态电解质无法成型为本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种胶态电解质的制作方法，其特征在于：所述胶态电解质的制作方法包含步骤：/n添加一聚丙烯腈类及一聚醇类至一液态电解质中，以形成一混合物，其中所述液态电解质包含一锂盐；/n进行一交联反应，加热所述混合物至70至80℃之间达4小时以上，以形成一透明溶液；以及/n冷却所述透明溶液，以形成所述胶态电解质。/n

【技术特征摘要】
20191009 TW 1081367061.一种胶态电解质的制作方法，其特征在于：所述胶态电解质的制作方法包含步骤：
添加一聚丙烯腈类及一聚醇类至一液态电解质中，以形成一混合物，其中所述液态电解质包含一锂盐；
进行一交联反应，加热所述混合物至70至80℃之间达4小时以上，以形成一透明溶液；以及
冷却所述透明溶液，以形成所述胶态电解质。


2.如权利要求1所述的胶态电解质的制作方法，其特征在于：所述聚丙烯腈类选自于聚丙烯腈及其衍生物所组成的一族群。


3.如权利要求1所述的胶态电解质的制作方法，其特征在于：所述聚丙烯腈类包含聚丙烯腈-丙烯酸甲酯。


4.如权利要求1所述的胶态电解质的制作方法，其特征在于：所述聚醇类包含聚乙二醇。


5.如权利要求1所述的胶态电解质的制作方法，其特征在于：所述聚丙烯...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾宇贤，苏薏涵，陈昱丞，林宇杏，曾宇呈，邓熙圣，侯圣澍，
申请(专利权)人：成功大学，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71