一种锂离子电池电解质膜及其制造方法技术

本发明专利技术的一种锂离子电池电解质膜及其制造方法，属于一种电池。本发明专利技术需要解决的技术问题是设计一种导电率高的锂离子电池电解质膜及其适合工业化生产的方法。本发明专利技术的技术方案是，这种电解质膜包括有聚合物膜和膜上的锂盐，膜上还有增塑剂和ＰＶＤＦ。该电解质膜的制造方法是，将锂盐放入增塑剂中配成一定浓度的溶液，将一定量的上述溶液与ＰＶＤＦ放在干燥容器中混匀，将聚合物膜浸入容器中密封并加热至７０－１００℃立即取出聚合物膜冷却至室温。本发明专利技术用于锂离子电池。（*该技术在2024年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
一种锂离子电池电解质膜及其制造方法
：本专利技术涉及一种电池技术，特别是一种锂离子电池电解质膜及其制造方法。
技术介绍
：锂离子电池由于具有电压高、比能量高、循环寿命长且不污染环境的优点，成为被广泛应用的新一代电池。但是，锂离子电池由于电解质为液态，所用溶剂为有剂溶剂，易燃烧，对电池壳有腐蚀作用，在充放电过程中易分解成气体，电池内压升高有引发爆炸的不安全因素，因液态电解质对电池的密封性要求高，电池漏液时有发生。解决锂离子电池液态电解质成为研究的热门课题。J.ElectocLem.Soc.1998.V.145.5.1521报道了一种聚合物固体电解质，将具有三个羟基聚乙二醇部分甲基化，然后将剩余的羟基转化成丙烯酸酯基因，经光引发聚合形成，该体系甲基化程度难易控制，且离子的导电率较低，仅为10-6S·cm-1，无法在工业上应用。
技术实现思路
：本专利技术所要解决的技术问题是设计一种导电率高的锂离子电池电解质膜和适合工业化生产的制造方法。本专利技术的技术方案是，一种锂离子电池电解质膜，它包括有聚合物膜和膜上的锂盐，其特征在于：聚合物膜上还含有增塑剂和聚偏二氟乙烯。增塑剂为以下PC、EC、DEC、DMC、r-BL、DMF中的任一种或两种以上的混合液。一种锂离子电池电解质膜的制造方法，其特征在于有以下工艺步骤：(1)将锂盐放入增塑剂溶液中配成浓度为0.1-2mol/L的溶液。(2)取1.5-2.5ml上述溶液和0.5-1.5g的聚偏二氟乙烯放入干燥的容器中混合均匀。(3)将15-60微米厚度的聚合物膜浸入上述干燥容器中的混合溶液中后将容器密封。(4)将上述密封的容器放入烘箱中加热至70-100℃时，立即取出密封容器并在干燥氛围中取出聚合物膜冷却至室温。从加热后的容器中取出的聚合物膜在干燥氛围中放入展平工具的窄缝中将其拉出后冷却至室温，即制成固体电解质膜。本专利技术由于采用了增塑剂与锂盐的体系，在该体-->系中加入了聚偏二氟乙烯(PVDF)，使所制成的锂离子电池电解质膜的导电率达到了10-3S·cm-1，并且这种电解质膜的生产工艺简单易行，因而本专利技术解决了现有技术导电率低和不适合工业化生产的难题。附图说明：图1为不同锂盐浓度下聚合物电解质膜电导率与温度的关系曲线图，图2为相同锂盐浓度不同PVDF含量聚合物电解质膜电导率与温度的关系曲线图，图3为不同增塑剂的聚合物电解质膜电导率与温度的关系曲线图。具体实施方式：结合以下实施例对本专利技术的锂离子电池电解质膜及其制造方法作详细说明：实施例1：(1)锂盐放入增塑剂中制成锂盐的浓度为1mol/L，增塑剂为EC∶DEC＝2∶1。(2)取2ml上述溶液和1克的PVDF放入干燥的容器中混匀。(3)将25微米厚度的聚合物膜浸入上述干燥容器中的混合溶液中后将容器密封，聚合物膜采用的是市场销售的Celgard2300型多孔聚丙烯隔膜。(4)将上述密封的容器放入烘箱中加热至80℃时立即取出密封容器并在干燥氛围中取出聚合物膜，从展平工具的窄缝中通过，即制成锂离子电池电解质膜，展平工具的窄缝的缝隙宽度一般在20～70微米，窄缝的宽度应当均匀一致，以保证膜表面上的导电物质的厚度均匀一致。测试所制成的锂离子电池电解质膜的电导率，可制作一个电导率测定夹具，夹具的中间为锂离子电池电解质膜，其两侧由内到外依次对称设置有导电石墨层、带有铂丝的银片、云母片、有机玻璃片。用该电导率测定夹具并使用交流电桥法测出该实施例，即锂盐浓度为1mol/L的电解质膜电导率与锂离子电池温度的关系曲线为附图1中的曲线1。实施例2：(1)将锂盐放入增塑剂中制成锂盐的浓度为0.9mol/L，增塑剂为EC∶DEC＝2∶1。(2)取2ml上述溶液和1克的PVDF放入干燥的容器中混匀。-->(3)将25微米厚度的聚合物膜浸入上述干燥容器中的混合溶液中后将容器密封，聚合物膜采用的是市场销售的Celgard2300型多孔聚丙烯隔膜。(4)将上述密封的容器放入烘箱中加热至80℃时立即取出密封容器并在干燥氛围中取出聚合物膜，从展平工具的窄缝中通过，即制成锂离子电池电解质膜，展平工具的窄缝的缝隙宽度一般在20～70微米，窄缝的宽度应当均匀一致，以保证膜表面上的导电物质的厚度均匀一致。用上述电导率测定夹具和方法测出该实施例，即锂盐浓度为1mol/L的电解质膜电导率与锂离子电池温度的关系曲线为附图1中的曲线2。实施例3：(1)锂盐放入增塑剂中制成锂盐的浓度为1.1mol/L，增塑剂为EC∶DEC＝2∶1。(2)取2ml上述溶液和1克的PVDF放入干燥的容器中混匀。(3)将25微米厚度的聚合物膜浸入上述干燥容器中的混合溶液中后将容器密封，聚合物膜采用的是市场销售的Celgard2300型多孔聚丙烯隔膜。(4)将上述密封的容器放入烘箱中加热至80℃时立即取出密封容器并在干燥氛围中取出聚合物膜，从展平工具的窄缝中通过，即制成锂离子电池电解质膜，展平工具的窄缝的缝隙宽度一般在20～70微米，窄缝的宽度应当均匀一致，以保证膜表面上的导电物质的厚度均匀一致。用上述电导率测定夹具和方法测出该实施例，即锂盐浓度为1mol/L的电解质膜电导率与锂离子电池温度的关系曲线为附图1中的曲线3。实施例4：(1)盐放入增塑剂中制成锂盐的浓度为1mol/L，增塑剂为DMF。(2)取2ml上述溶液和0.8克的PVDF放入干燥的容器中混匀。(3)将25微米厚度的聚合物膜浸入上述干燥容器中的混合溶液中后将容器密封，聚合物膜采用的是市场销售的Celgard2300型多孔聚丙烯隔膜。(4)将上述密封的容器放入烘箱中加热至65℃时立即取出密封容器并在干燥氛围中取出聚合物膜，从展平工具的窄缝中通过，即制成锂-->离子电池电解质膜，展平工具的窄缝的缝隙宽度一般在20～70微米，窄缝的宽度应当均匀一致，以保证膜表面上的导电物质的厚度均匀一致。用上述电导率测定夹具和方法测出该实施例，即锂盐浓度为1mol/L的电解质膜电导率与锂离子电池温度的关系曲线为附图2中的曲线2。实施例5：(1)锂盐放入增塑剂中制成锂盐的浓度为1mol/L，增塑剂为DMF。(2)取2ml上述溶液和1克的PVDF放入干燥的容器中混匀。(3)将25微米厚度的聚合物膜浸入上述干燥容器中的混合溶液中后将容器密封，聚合物膜采用的是市场销售的Celgard2300型多孔聚丙烯隔膜。(4)将上述密封的容器放入烘箱中加热至65℃时立即取出密封容器并在干燥氛围中取出聚合物膜，从展平工具的窄缝中通过，即制成锂离子电池电解质膜，展平工具的窄缝的缝隙宽度一般在20～70微米，窄缝的宽度应当均匀一致，以保证膜表面上的导电物质的厚度均匀一致。用上述电导率测定夹具和方法测出该实施例，即锂盐浓度为1mol/L的电解质膜电导率与锂离子电池温度的关系曲线为附图2中的曲线1。实施例6：(1)锂盐放入增塑剂中制成锂盐的浓度为1mol/L，增塑剂为DMF。(2)取2ml上述溶液和1.2克的PVDF放入干燥的容器中混匀。(3)将25微米厚度的聚合物膜浸入上述干燥容器中的混合溶液中后将容器密封，聚合物膜采用的是市场销售的Celgard2300型多孔聚丙烯隔膜。(4)将上述密封的容器放入烘箱中加热至65℃时立即取出密封容器并在干燥氛围中取出聚合物膜，从展平本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种锂离子电池电解质膜，它包括有聚合物膜和膜上的锂盐，其特征在于：聚合物膜上还含有增塑剂和聚偏二氟乙烯。

【技术特征摘要】
1.一种锂离子电池电解质膜，它包括有聚合物膜和膜上的锂盐，其特征在于：聚合物膜上还含有增塑剂和聚偏二氟乙烯。2.根据权利要求1所述的锂离子电池电解质膜，其特征在于：增塑剂为以下PC、EC、DEC、DMC、r-BL、DMF中的任一种或两种以上的混合液。3.一种锂离子电池电解质膜的制造方法，其特征在于有以下工艺步骤：(1)将锂盐放入增塑剂溶液中配成浓度为0.1-2mol/L的溶液，(2)取1.5-2.5ml上述溶液和0...

【专利技术属性】
技术研发人员：李长杰，周永利，张金利，王向东，徐亮，张勇秉，赵丽，李述中，杨书廷，
申请(专利权)人：河南金龙精密铜管股份有限公司，新乡市格瑞恩新能源材料有限公司，
类型：发明
国别省市：41[中国|河南]