集成化正极-电解质及其静电纺丝制备方法技术

本发明专利技术涉及一种储能体系器件材料的制备方法，特别涉及一种集成化正极‑电解质及其静电纺丝制备方法，属于储能体系器件材料技术领域。本发明专利技术首先将活性物质和导电物质分散于聚偏二氟乙烯溶液中配置正极纺丝前驱液，将氧化物型陶瓷纳米颗粒分散于聚偏二氟乙烯溶液中配置电解质纺丝前驱液，然后进行连续静电纺丝得到集成化正极‑电解质纤维；最后，浇铸“聚合物‑导电锂盐”体系的聚合物电解质得到集成化正极‑电解质。该材料可应用于柔性固态锂电池中，具备良好的电化学性能和机械柔性。

【技术实现步骤摘要】
集成化正极-电解质及其静电纺丝制备方法
本专利技术涉及一种储能体系器件材料的制备方法，特别涉及一种集成化正极-电解质及其静电纺丝制备方法，属于储能体系器件材料

技术介绍
可穿戴电子产品，电动汽车和智能电网的快速发展，需要有高能量密度、高安全性、良好机械柔性的储能器件与之匹配。锂离子电池经过几十年的发展，已经成为当今电子产品的主流储能器件。然而，传统的商业锂离子电池的刚性电极和集流器以及液态电解质使得锂离子电池难以实现柔性化，无法满足柔性、可穿戴的市场需求。此外，以石墨作为负极，其仅有372mAhg-1的理论容量，存在着能量密度低的重大缺陷。与此同时，电池中使用的有机液态电解质易燃、易泄露，极易造成严重的安全事故。针对传统锂离子电池存在的诸多问题，一种有效的解决方案是用固态电解质来取代有机液态电解质。固态电解质不易燃，空气下稳定，在安全性方面，相对于液态电解质有了大幅度提高。此外，固态电解质的使用使得具有最低化学电位（-3.04V）和最高理论容量（3860mAhg-1）的锂金属直接作为负极成为可能。固态电解质目前主要分为两类：有本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种集成化正极-电解质的静电纺丝制备方法，其特征在于该制备方法包括如下步骤：/n（1）氧化物型陶瓷纳米颗粒制备：/n将含氧化物型陶瓷固态电解质的金属离子前驱体盐溶解于水中，选择性添加适量异质原子前驱体盐作为掺杂剂，加热搅拌形成均匀溶液，干燥，煅烧，得到氧化物型陶瓷纳米颗粒；/n（2）集成化正极-电解质纳米纤维的制备：/na、将聚偏二氟乙烯溶解于N，N-二甲基甲酰胺溶剂中制备聚偏二氟乙烯溶液；/nb、将活性物质、导电物质（Super P）、聚环氧乙烷（PEO）和锂盐（LiTFSI）加入聚偏二氟乙烯溶液中，活性物质与聚偏二氟乙烯的重量比为0.25 -1：1，PEO的添加量为聚偏二氟乙烯重量的2...

【技术特征摘要】
1.一种集成化正极-电解质的静电纺丝制备方法，其特征在于该制备方法包括如下步骤：
（1）氧化物型陶瓷纳米颗粒制备：
将含氧化物型陶瓷固态电解质的金属离子前驱体盐溶解于水中，选择性添加适量异质原子前驱体盐作为掺杂剂，加热搅拌形成均匀溶液，干燥，煅烧，得到氧化物型陶瓷纳米颗粒；
（2）集成化正极-电解质纳米纤维的制备：
a、将聚偏二氟乙烯溶解于N，N-二甲基甲酰胺溶剂中制备聚偏二氟乙烯溶液；
b、将活性物质、导电物质（SuperP）、聚环氧乙烷（PEO）和锂盐（LiTFSI）加入聚偏二氟乙烯溶液中，活性物质与聚偏二氟乙烯的重量比为0.25-1：1，PEO的添加量为聚偏二氟乙烯重量的2-6%，
混合液在40-60℃的温度下充分搅拌得到正极静电纺丝前驱液；
c、将氧化物型陶瓷纳米颗粒、聚环氧乙烷（PEO）和锂盐（LiTFSI）加入聚偏二氟乙烯溶液中，在40-60℃的温度下充分搅拌得到电解质静电纺丝前驱液；
d、将正极和电解质静电纺丝前驱液通过连续静电纺丝制成纳米纤维膜，60±10℃真空干燥后得到集成化正极-电解质纳米纤维；
（3）有机聚合物固态电解质溶液配制：
选取可作为固态电解质的聚合物和导电锂盐分别在各自熔点以下的温度范围内真空干燥后备用；
聚合物和导电锂盐在溶剂中搅拌充分，形成均匀混合的有机聚合物固态电解质溶液；
（4）集成化正极-电解质的制备：
将步骤（2）得到的集成化正极-电解质纳米纤维置于模具（一般选择聚四氟乙烯材质）上，在其表面浇筑一层步骤（3）得到的有机聚合物固态电解质溶液；
待有机聚合物固态电解质溶液中的溶剂挥发完全，得到集成化正极-电解质膜，将其在40-70℃下干燥，得到集成化正极-电解质。


2.根据权利要求1所述的静电纺丝制备方法，其特征在于：步骤（2）b中导电物质（SuperP）与活性物质的重量比为1：5-7，锂盐（LiTFSI）的添加量为聚偏二氟乙烯重量的10%-15%。


3.根据权利要求1所述的静电纺丝制备方法，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡毅，张萌萌，陈倩，曾颖，
申请(专利权)人：浙江理工大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33