一种复合凝胶电解质及其制备方法与应用技术

本发明专利技术公开了一种复合凝胶电解质的制备方法及其制备方法与应用，该方法包括以下步骤：聚合物溶液的制备：将高分子聚合物基体与有机溶剂混合，在室温下搅拌溶解，得到透明均匀的聚合物溶液；复合凝胶膜的制备：将金属醇盐添加剂加入聚合物溶液中，搅拌均匀后静置固化，溶剂挥发后得到表面光滑、柔韧的聚合物薄膜，再将聚合物薄膜进行干燥；复合凝胶电解质的制备：将聚合物薄膜浸泡在电解液中，待聚合物薄膜溶胀后即得到凝胶聚合物电解质。该方法所制备得到的复合凝胶电解质可具有优异的离子电导率、高能量密度和稳定性，与锂电池正负极兼容性好，将其应用于锂金属电池中可显示出优异的电化学性能。优异的电化学性能。优异的电化学性能。

【技术实现步骤摘要】
一种复合凝胶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，具体涉及一种复合凝胶电解质及其制备方法与应用。

技术介绍

[0002]锂金属电池由于其极高的理论比容量和高能量密度有望成为下一代动力电池的首选。然而，锂金属负极反应活性高，充放电过程中不可控枝晶生长易造成电池短路，安全隐患严重。此外，有机液态电解质有着较低的沸点和闪点，在过度充电或发生外界碰撞时，电池容易发生热失控，造成一系列安全事故。与有机液态电解质相比，凝胶电解质可以有效控制液态溶剂的流动，避免电池产生漏液问题。另外，凝胶电解质提升了电解质与锂负极界面的兼容性，能够抑制锂枝晶生长，从而改善锂电池的性能。目前，提高凝胶电解质机械强度和离子传导的方法是添加无机固体填料，然而，无机固体填料发生团聚，产生易于重结晶的无填料区域，降低了电解质的离子电导率和韧性，进而影响电解质的能量密度和循环稳定性。
[0003]目前，为了实现凝胶电解质体系在锂电池中的商业化应用，研究人员通过聚合物共混、电解质界面改性等多种途径提升其综合性能，但这些方法在提升安全性和稳定性的同本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种复合凝胶电解质的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)聚合物溶液的制备：将高分子聚合物基体与有机溶剂混合，在室温下搅拌溶解，得到透明均匀的聚合物溶液；高分子聚合物基体与有机溶剂之间的质量体积比为0.25g：10mL；(2)复合凝胶膜的制备：将金属醇盐添加剂加入步骤(1)得到的聚合物溶液中，金属醇盐添加剂与聚合物溶液之间的质量比为(0.005
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0.01):1，搅拌均匀后静置固化，溶剂挥发后得到表面光滑、柔韧的聚合物薄膜，再将聚合物薄膜进行干燥；(3)复合凝胶电解质的制备：将步骤(2)制备得到的聚合物薄膜在电解液中浸泡1
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2h，待聚合物薄膜溶胀后即得到复合凝胶电解质。2.根据权利要求1所述的一种复合凝胶电解质的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，金属醇盐添加剂为硅酸四甲酯、硅酸四乙酯、硅酸四丙酯、硅酸四丁酯、钛酸四甲酯、钛酸四乙酯、钛酸四丙酯、钛酸四丁酯、钛酸四异丙酯、锆酸四丙酯、锆酸四丁酯、铝酸三异丙酯中的一种或几种。3.根据权利要求1或2所述的一种复合凝胶电解质的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述高分子聚合物基体为聚环氧乙烷、聚碳酸丙烯酯、聚丙烯腈、聚氨脂、聚偏氟乙烯、聚偏氟乙烯
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六氟丙烯、聚甲基丙烯酸甲酯中的一种或几种。4.根据权利要求1或2所述的一种复合凝胶电解质的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述有机溶剂为四氢呋喃、甲醇、乙醇、乙醚、二氯甲烷...

【专利技术属性】
技术研发人员：严雯，姜颖，赖超，黄鹏，
申请(专利权)人：江苏师范大学，
类型：发明
国别省市：