固体电解质制造技术

本发明专利技术公开了一种固体电解质，所述固体电解质包括凝胶电解液以及固体添加剂，所述固体添加剂包括纳米二氧化硅、纳米活性炭颗粒和纳米活性炭纤维，其中，所述固体添加剂中纳米二氧化硅、纳米活性炭颗粒以及纳米活性炭纤维之间的质量比为3～5:1～2:1～2，所述固体添加剂在所述凝胶电解液中的质量百分比为5～7％。本发明专利技术所提供的固体电解质，其通过采用纳米二氧化硅、纳米活性炭颗粒以及纳米活性炭纤维，达到改善凝胶电解液的稳定性和导电性能，进而提高电池的耐用性和整体性能的目的。

【技术实现步骤摘要】
固体电解质
本专利技术涉及锂离子电池
，尤其涉及一种固体电解质。
技术介绍
锂离子电池是一种二次电池(充电电池)，它主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作。随着锂离子电池的制造技术水平逐渐提升，其在各领域的应用也越来越广泛。目前大部分锂离子电池仍然是基于液体电解液实现的，但是液体电解液容易出现漏液的情况，而且在抗机械冲击等耐用性方面存在一定的局限性。因此部分锂离子电池开始基于固体电解质，即凝胶电解液实现，以克服液体电解液的缺陷。但凝胶电解液仍然存在耐用性和电池性能方面的问题，须进一步改进。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷，并提供至少后面将说明的优点。本专利技术的一个目的是提供一种固体电解质，其有助于改善电池的耐用性和电池性能。为了实现根据本专利技术的这些目的和其它优点，提供了一种固体电解质，所述固体电解质包括凝胶电解液以及固体添加剂，所述固体添加剂包括纳米二氧化硅、纳米活性炭颗粒和纳米活性炭纤维，其中，所述固体添加剂中纳米二氧化硅、纳米活性炭颗粒以及纳米活性炭纤维之间的质量比为3～5:1～2:1～2，所述固体添加剂在所述凝胶电解液中的质量百分比为5～7％。优选的是，所述的固体电解质中，所述固体添加剂中纳米二氧化硅、纳米活性炭颗粒以及纳米活性炭纤维之间的质量比为5:2:2。优选的是，所述的固体电解质中，所述纳米二氧化硅的粒径为10～40nm，所述纳米活性炭颗粒的粒径在50～80μm，所述纳米活性炭纤维的粒径在20～100μm。<br>优选的是，所述的固体电解质中，所述固体添加剂在所述凝胶电解液中的质量百分比为7％。优选的是，所述的固体电解质中，所述凝胶电解液由电解质锂盐、有机溶剂、聚合单体、交联剂和引发剂制成。优选的是，所述的固体电解质中，所述电解质锂盐为六氟磷酸锂或高氯酸锂，所述有机溶剂为碳酸乙烯酯和碳酸二甲酯的混合溶剂，所述聚合单体为甲基丙烯酸甲酯或四氟乙烯，所述交联剂为正己基丙烯酸酯，所述引发剂为偶氮二异丁腈或过氧化二苯甲酰。优选的是，所述的固体电解质，其由以下方法制备得到：步骤一、配制含有固体添加剂的分散液；步骤二、利用电解质锂盐和有机溶剂配制锂盐溶液，将锂盐溶液与聚合单体和交联剂混合，继续加入所述含有固体添加剂的分散液，制成混合溶液，并且对所述混合溶液进行持续地超声波处理，所述超声波处理的时间为1～1.5h；步骤三、向所述混合溶液中加入引发剂，进行聚合反应。本专利技术至少包括以下有益效果：本专利技术提供一种固体电解质，所述固体电解质包括凝胶电解液以及固体添加剂，所述固体添加剂包括纳米二氧化硅、纳米活性炭颗粒和纳米活性炭纤维，其中，所述固体添加剂中纳米二氧化硅、纳米活性炭颗粒以及纳米活性炭纤维之间的质量比为3～5:1～2:1～2，所述固体添加剂在所述凝胶电解液中的质量百分比为5～7％。固体添加剂中纳米二氧化硅可以在凝胶电解液中形成骨架，提供支撑，增强电解质的稳定性，进而提高电池的耐用性，纳米活性炭颗粒以及纳米活性炭纤维则一方面参与骨架的构建，增强电解质的稳定性，另一方面还可以改善电解液的导电性能，进而改善电池性能。本专利技术的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本专利技术的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。具体实施方式下面对本专利技术做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。本专利技术提供了一种固体电解质，所述固体电解质包括凝胶电解液以及固体添加剂，所述固体添加剂包括纳米二氧化硅、纳米活性炭颗粒和纳米活性炭纤维，其中，所述固体添加剂中纳米二氧化硅、纳米活性炭颗粒以及纳米活性炭纤维之间的质量比为3～5:1～2:1～2，所述固体添加剂在所述凝胶电解液中的质量百分比为5～7％。固体添加剂中纳米二氧化硅可以在凝胶电解液中形成基础骨架，提供支撑，增强电解质的稳定性，进而提高电池的耐用性；纳米活性炭颗粒以及纳米活性炭纤维可以填充在纳米二氧化硅所形成的基础骨架中，尤其是纳米活性炭纤维，其与纳米二氧化硅所形成的基础骨架一起，构建凝胶电解液的整体骨架，为凝胶电解液提供支撑，进一步提高电解质的稳定性和耐用性。同时，纳米活性炭颗粒以及纳米活性炭纤维作为纳米级材料，具有优异的导电性能和化学稳定性，可以改善电解液的导电性能，进而改善电池性能。综上所述，本专利技术所提供的固体电解质，其通过采用纳米二氧化硅、纳米活性炭颗粒以及纳米活性炭纤维，达到改善凝胶电解液的稳定性和导电性能，进而提高电池的耐用性和整体性能的目的。优选的是，所述的固体电解质中，所述固体添加剂中纳米二氧化硅、纳米活性炭颗粒以及纳米活性炭纤维之间的质量比为5:2:2。优选的是，所述的固体电解质中，所述纳米二氧化硅的粒径为10～40nm，所述纳米活性炭颗粒的粒径在50～80μm，所述纳米活性炭纤维的粒径在20～100μm。优选的是，所述的固体电解质中，所述固体添加剂在所述凝胶电解液中的质量百分比为7％。优选的是，所述的固体电解质中，所述凝胶电解液由电解质锂盐、有机溶剂、聚合单体、交联剂和引发剂制成。优选的是，所述的固体电解质中，所述电解质锂盐为六氟磷酸锂或高氯酸锂，所述有机溶剂为碳酸乙烯酯和碳酸二甲酯的混合溶剂，所述聚合单体为甲基丙烯酸甲酯或四氟乙烯，所述交联剂为正己基丙烯酸酯，所述引发剂为偶氮二异丁腈或过氧化二苯甲酰。优选的是，所述的固体电解质，其由以下方法制备得到：步骤一、配制含有固体添加剂的分散液；步骤二、利用电解质锂盐和有机溶剂配制锂盐溶液，将锂盐溶液与聚合单体和交联剂混合，继续加入所述含有固体添加剂的分散液，制成混合溶液，并且对所述混合溶液进行持续地超声波处理，所述超声波处理的时间为1～1.5h；步骤三、向所述混合溶液中加入引发剂，进行聚合反应。超声波处理可以促进纳米二氧化硅、纳米活性炭颗粒以及纳米活性炭纤维在混合溶液中的均匀分散，进而使得纳米二氧化硅、纳米活性炭颗粒以及纳米活性炭纤维可以在凝胶电解液中构建出均匀分布的骨架，保证所制备的固体电解质具有均一的稳定性。实施例一本实施例中固体电解质的组成如下：固体电解质包括凝胶电解液以及固体添加剂，固体添加剂包括纳米二氧化硅、纳米活性炭颗粒和纳米活性炭纤维，其中，固体添加剂中纳米二氧化硅、纳米活性炭颗粒以及纳米活性炭纤维之间的质量比为5:2:2；纳米二氧化硅的粒径为10～40nm，纳米活性炭颗粒的粒径在50～80μm，纳米活性炭纤维的粒径在20～100μm，固体添加剂在凝胶电解液中的质量百分比为7％。凝胶电解液由电解质锂盐、有机溶剂、聚合单体、交联剂和引发剂制成，电解质锂盐为六氟磷酸锂，有机溶剂为碳酸乙烯酯和碳酸二甲酯的混合溶剂，混合体积比为1:1，聚合单体为甲基丙烯酸甲酯，交联剂为正己基丙烯酸酯，引发剂为偶氮二异丁腈。基于上述组成，依据以下方法制备固体电解质：步骤一、配制含有固体添加剂的分散液。利用去离子水配制含有纳米二氧化硅、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种固体电解质，其特征在于，所述固体电解质包括凝胶电解液以及固体添加剂，所述固体添加剂包括纳米二氧化硅、纳米活性炭颗粒和纳米活性炭纤维，其中，所述固体添加剂中纳米二氧化硅、纳米活性炭颗粒以及纳米活性炭纤维之间的质量比为3～5:1～2:1～2，所述固体添加剂在所述凝胶电解液中的质量百分比为5～7％。/n

【技术特征摘要】
1.一种固体电解质，其特征在于，所述固体电解质包括凝胶电解液以及固体添加剂，所述固体添加剂包括纳米二氧化硅、纳米活性炭颗粒和纳米活性炭纤维，其中，所述固体添加剂中纳米二氧化硅、纳米活性炭颗粒以及纳米活性炭纤维之间的质量比为3～5:1～2:1～2，所述固体添加剂在所述凝胶电解液中的质量百分比为5～7％。


2.如权利要求1所述的固体电解质，其特征在于，所述固体添加剂中纳米二氧化硅、纳米活性炭颗粒以及纳米活性炭纤维之间的质量比为5:2:2。


3.如权利要求2所述的固体电解质，其特征在于，所述纳米二氧化硅的粒径为10～40nm，所述纳米活性炭颗粒的粒径在50～80μm，所述纳米活性炭纤维的粒径在20～100μm。


4.如权利要求1所述的固体电解质，其特征在于，所述固体添加剂在所述凝胶电解液中的质量百分比为7％。

...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐文忠，
申请(专利权)人：徐文忠，
类型：发明
国别省市：上海;31