锂金属电池复合凝胶聚合物电解质及其制备方法与应用技术

本发明专利技术属于锂金属电池材料领域，公开了锂金属电池复合凝胶聚合物电解质及其制备方法与应用，该制备方法由包含有机聚合物基体和杂化填料的混合分散液浇铸成膜得到复合聚合物膜，然后浸泡电解液得到复合凝胶聚合物电解质。本发明专利技术还包含所述制备方法制得的复合凝胶聚合物电解质以及复合凝胶聚合物电解质在锂金属电池中的应用。研究发现，本发明专利技术所述复合凝胶聚合物电解质具有良好的离子电导率、高的锂离子迁移数和合适的电化学稳定性，可用于各类以金属锂为负极的高能二次电池。类以金属锂为负极的高能二次电池。类以金属锂为负极的高能二次电池。

【技术实现步骤摘要】
锂金属电池复合凝胶聚合物电解质及其制备方法与应用


[0001]本专利技术属于锂金属电池材料领域，具体涉及锂金属电池复合凝胶聚合物电解质及其制备方法与应用。

技术介绍

[0002]近年来，锂离子电池经历了快速的发展，它被广泛应用于移动电话、笔记本电脑、便携式设备等领域，然而随着电动汽车和储能系统领域的发展，对锂离子电池的能量密度提出了更高的要求，锂离子电池由于正负极材料已经接近其能量密度极限，其能量密度很难再提高。同时商业锂离子电池使用的电解液蒸汽压较高、闪点较低，电池短路的情况下容易引起燃烧和爆炸。提高能量密度的一种有效策略是用锂金属负极替换传统的负极材料。但是锂金属在充放电过程中发生的锂的溶解和沉积会导致锂枝晶的生长，这使锂金属电池具有较大的安全隐患，降低了锂金属电池的使用寿命，因此使得锂金属电池的商业应用受到了极大限制。
[0003]针对这些问题，研究人员对凝胶聚合物电解质进行了大量研究，通过将电解液吸收在聚合物基体内部，降低了电解液的可燃性和蒸汽压，在解决安全性问题的同时，还可以用于锂金属电池中。聚合物本身具有优异的加工性能，不含本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.锂金属电池复合凝胶聚合物电解质的制备方法，其特征在于，由有机聚合物基体和杂化填料混合后，经浇铸成膜得到复合聚合物膜，然后浸泡电解液得到复合凝胶聚合物电解质。2.根据权利要求1所述锂金属电池复合凝胶聚合物电解质的制备方法，其特征在于，所述有机聚合物基体为聚环氧乙烷、聚偏二氟乙烯、聚偏二氟乙烯
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六氟丙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚氯乙烯、聚乙烯醇、聚丙烯酸、聚丙烯腈、聚丙烯酸酯；所述杂化填料为在一维增强填料上化学接枝纳米空心颗粒，其中一维增强填料为纳米微晶纤维素、氰乙基化纳米微晶纤维素、磺化纳米微晶纤维素中的一种以上，纳米空心颗粒的成分为二氧化硅、三氧化二铝、二氧化钛、二氧化锆中的一种以上。3.根据权利要求2所述锂金属电池复合凝胶聚合物电解质的制备方法，其特征在于，所述纳米空心颗粒为纳米空心二氧化硅，纳米空心颗粒的粒径为20nm
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300nm，孔径为1nm
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20nm；所述氰乙基化纳米微晶纤维素的取代度为0.25
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0.35。4.根据权利要求1所述锂金属电池复合凝胶聚合物电解质的制备方法，其特征在于，所述杂化填料的制备方法为先将一维增强填料和纳米空心颗粒的水分散液均质以实现均匀混合，然后将硅烷偶联剂加入乙醇和水的混合溶剂，搅拌使硅烷偶联剂水解，得到硅烷偶联剂的溶液，将硅烷偶联剂的溶液加入均质过的一维增强填料和纳米空心颗粒的水分散液，60
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80℃下加热搅拌6
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8h，然后用乙醇和水混合溶剂洗涤，再用水洗至分散液中无乙醇，得到纳米空心颗粒接枝一维增强填料的水分散液，一维增强填料和纳米空心颗粒的...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁恩勇，柯尊业，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：