电解质及其制造方法技术

本发明专利技术公开一种电解质及其制造方法。该电解质包含：一高分子材料、一锂盐、一有机溶剂、一塑化剂、一离子溶液及一辅助材料，经混炼形成胶态，其中以重量百分比计，该高分子材料为20～45％，该锂盐为2～20％，该有机溶剂为10～30％，该塑化剂为10～30％、该离子溶液为1～2％，该辅助材料为1～2％。本发明专利技术的胶态电解质的内聚机械性质高而具有低流动性，其离子传导率较固态电解质也有明显地增进，达到离子传导率高、无需间隔物且可胶黏玻璃或塑料等特性。其高安全性不会造成漏液，同时具有高黏着性、高透光率及高传导率。高透光率及高传导率。高透光率及高传导率。

【技术实现步骤摘要】
电解质及其制造方法


[0001]本专利技术关于一种电解质及其制造方法，尤其是一种胶态电解质及通过混炼方式制造该胶态电解质的制造方法。

技术介绍

[0002]目前电解质的形态可概分有固态、液态及胶态。液态电解质的离子传导率高，且电流导通的效果佳，但是，由于液态电解质具有流动性，使电子组件在使用一段长时间或遭到外力挤压时，容易产生漏液的情况，致使电子组件无法运作。此外，液态电解质内包含强酸或强碱等溶剂，这些溶剂若是溢漏而出会有安全性的隐忧。固态电解质使用高分子或无机金属氧化物来取代液态电解质，可解决液态电解质的漏液问题，但是，固态电解质于电极之间存在有接口电阻，致使固态电解质的离子传导率不高，导致电子组件的性能不理想。胶态电解质介于固态电解质与液态电解质之间，具有其双方的优势，将成为未来电解质材料的主流。然而，目前常用胶态电解质常有浓度分布不均匀、透光性差及传导率不佳等问题，因此，传统胶态电解质有必要加以改良。

技术实现思路

[0003]本专利技术的一目的在于提供一种电解质，同时具有高黏着性、高透光率及高传导率的特性。
[0004]本专利技术的另一目的在于提供一种电解质制造方法，具有成品易保存及提高生产量能的特性。
[0005]本专利技术的再一目的在于提供一种胶态电解质及通过混炼方式制造该胶态电解质的制造方法，该电解质可应用于电化学储能及节能技术的领域，包含电致变色技术、聚合物锂电池、超级电容及超级电池等。
[0006]为达成上述及其他目的，本专利技术的电解质，包含：一高分子材料、一锂盐、一有机溶剂、一塑化剂、一离子溶液及一辅助材料，经混炼形成胶态，其中以重量百分比计，该高分子材料约为20～45％，该锂盐约为2～20％，该有机溶剂约为10～30％，该塑化剂约为10～30％、该离子溶液约为1～2％，该辅助材料约为1～2％。
[0007]为达成上述及其他目的，本专利技术的电解质制造方法，包含：一干燥步骤，将一高分子材料置于反应温度约50～70℃，反应时间约15～30分钟，去水干燥得到一干燥的高分子材料；一材料混合步骤，将该干燥的高分子材料与一锂盐、一有机溶剂、一塑化剂、一离子溶液及一辅助材料搅拌均匀，制作成一胶态电解质；及一混炼步骤，将该胶态电解质置于反应温度70～140℃，反应时间约2～10分钟，混炼使该胶态电解质均匀。
[0008]在本专利技术的一些实施例中，该高分子材料为热塑性高分子材料或热固性高分子材料，选自聚乙烯缩丁醛(PVB)、醋酸乙烯共聚物(EVA)、环氧树脂(EP)及聚乙烯(PE)所组成的群组中的至少一种材料或其他可替代的材料。
[0009]在本专利技术的一些实施例中，该锂盐选自由六氟磷酸锂(LiPF6)、四氟硼酸锂
(LiBF4)、过氯酸锂(LiClO4)、六氟砷磷锂(LiAsF6)、三氟甲基磺酸锂(LiCF3SO3)、双草酸硼酸锂(LiBOB)、二氟草酸硼酸锂(LiODFB)、双(三氟甲基磺酰)亚胺锂(LiTFSI)、双(氟代磺酰)亚胺锂(LiFSI)、二氟磷酸锂(LiPO2F2)及四氟草酸磷酸锂(LiFOP)所组成的群组中的至少一种材料或其他可替代的材料。
[0010]在本专利技术的一些实施例中，该有机溶剂选自由碳酸丙烯酯(PC)、碳酸乙烯酯(EC)、丁丙酯(γ
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BL)、N
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甲基
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吡咯烷(NMP)及碳酸二甲酯(DMC)所组成的群组中的至少一种材料或其他可替代的材料。
[0011]在本专利技术的一些实施例中，该塑化剂选自由二乙二醇丁醚(Diethylene Glycol Monobutyl Ether)或己二酸(Adipic acid)。
[0012]在本专利技术的一些实施例中，该离子溶剂实质上由主环丙基组成。
[0013]在本专利技术的一些实施例中，该辅助材料选自调色剂、UV吸收剂、光稳定剂、温度稳定剂及硅粉末所组成的群组中的至少一种材料。
[0014]在本专利技术的一些实施例中，另外包含一挤压造粒步骤，将该混炼步骤混炼后的该胶态电解质挤出，利用高速刀具造粒同时迅速降温及烘干，形成一颗粒状电解质。
[0015]在本专利技术的一些实施例中，该挤压造粒步骤的工作温度约为100～140℃，挤出压力约为0.2～1百万帕(MPa)，产生之该颗粒状电解质的颗粒大小约为1～30毫米。
[0016]在本专利技术的一些实施例中，另外包含一第一胶态电解质膜生产步骤，将该混炼步骤混炼后的该胶态电解质经80～150℃加热熔融，形成一流动性胶体，通过一涂布头的空腔的压力注入该流动性胶体，该涂布头的顶端具有一可调口径大小的细缝出口，该流动性胶体均匀地由该细缝出口中流出，涂布在一离型膜上成一胶膜结构，再经气刀迅速降温控制厚度成一胶态电解质膜。
[0017]在本专利技术的一些实施例中，另外包含一第二胶态电解质膜生产步骤，将该挤压造粒步骤产生的该颗粒状电解质置于反应温度约70～140℃，反应时间约2～10分钟，且混炼使该颗粒状电解质形成一第二胶态电解质，将该第二胶态电解质经约80～150℃加热熔融，形成一流动性胶体，通过一涂布头的空腔的压力注入该流动性胶体，该涂布头的顶端具有一可调口径大小的细缝出口，该流动性胶体均匀地由该细缝出口中流出，涂布在一离型膜上成一胶膜结构，再经气刀迅速降温控制胶膜厚度成一胶态电解质膜。
[0018]在本专利技术的一些实施例中，另外包含一第三胶态电解质膜生产步骤，将该混炼步骤混炼后的该胶态电解质体加热挤出，其中，挤出温度约为80～160℃，气刀喷口的风压约为95～1000千帕(kPa)，挤出压力约为0.5～1百万帕(MPa)，形成厚度约为0.005～3毫米的胶态电解质膜。
[0019]在本专利技术的一些实施例中，另外包含一第四胶态电解质膜生产步骤，将该挤压造粒步骤产生的该颗粒状电解质，以挤压延流法将该颗粒状电解质通过约70～140℃加热成一稠状胶体，再将该稠状胶体加热挤出，其中，挤出温度约为80～160℃，气刀喷口的风压约为95～1000千帕(kPa)，挤出压力约为0.5～1百万帕(MPa)，形成厚度约为0.005～3毫米的胶态电解质膜。
[0020]本专利技术的有益效果为：
[0021]本专利技术的胶态电解质，由于其中的特定成分与各成分间的特定比例，并通过混炼将各成分均匀分散，使该胶态电解质的内聚机械性质高而具有低流动性。其离子传导率较
固态电解质也有明显地增进，达到离子传导率高、无需间隔物且可胶黏玻璃或塑料等特性。其高安全性不会造成漏液，同时具有高黏着性、高透光率及高传导率。
[0022]本专利技术的电解质，可应用于电致变色组件的电解质层并使用胶合技术完成制作。另外，现有的储能组件如超级电容、锂聚合物电池、超级电池的电解质，皆需搭配隔离膜将电极分离避免电极导通。相较后，本专利技术的电解质制作成胶膜时，可直接使用于两电极之间作为间隔物及离子传递与电子阻隔的功能。
附图说明
[0023]图1为本专利技术之电解质制造方法的一实施例流程图；
[0024]图2为本专利技术之电解质本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电解质，其特征在于，包含：一高分子材料、一锂盐、一有机溶剂、一塑化剂、一离子溶剂及一辅助材料，经混炼形成胶态，以重量百分比计，该高分子材料大于等于20％且小于等于45％，该锂盐大于等于2％且小于等于20％，该有机溶剂大于等于10％且小于等于30％，该塑化剂大于等于10％且小于等于30％、该离子溶剂大于等于1％且小于等于2％，该辅助材料大于等于1％且小于等于2％。2.如权利要求1所述的电解质，其特征在于，该高分子材料为热塑性高分子材料或热固性高分子材料，选自聚乙烯缩丁醛、醋酸乙烯共聚物、环氧树脂及聚乙烯所组成的群组中的至少一种材料。3.如权利要求1所述的电解质，其特征在于，该锂盐选自由六氟磷酸锂、四氟硼酸锂、过氯酸锂、六氟砷磷锂、三氟甲基磺酸锂、双草酸硼酸锂、二氟草酸硼酸锂、双(三氟甲基磺酰)亚胺锂、双(氟代磺酰)亚胺锂、二氟磷酸锂及四氟草酸磷酸锂所组成的群组中的至少一种材料。4.如权利要求1所述的电解质，其特征在于，该有机溶剂选自由碳酸丙烯酯、碳酸乙烯酯、丁丙酯、N
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甲基
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吡咯烷及碳酸二甲酯所组成的群组中的至少一种材料。5.如权利要求1所述的电解质，其特征在于，该塑化剂选自二乙二醇丁醚或己二酸。6.如权利要求1所述的电解质，其特征在于，该离子溶剂由主环丙基组成。7.如权利要求1所述的电解质，其特征在于，该辅助材料选自调色剂、UV吸收剂、光稳定剂、温度稳定剂及硅粉末所组成的群组中的至少一种材料。8.一种制造如权利要求1所述的电解质的制造方法，其特征在于，包含：一干燥步骤，将一高分子材料置于反应温度50～70℃，反应时间15～30分钟，去水干燥得到一干燥的高分子材料；一材料混合步骤，将该干燥的高分子材料与一锂盐、一有机溶剂、一塑化剂、一离子溶液及一辅助材料搅拌均匀，制作成一胶态电解质；及一混炼步骤，将该胶态电解质置于反应温度70～140℃，反应时间2～10分钟，混炼使该胶态电解质均匀。9.如权利要求8所述的电解质的制造方法，其特征在于，另外包含一挤压造粒步骤，将该混炼步骤...

【专利技术属性】
技术研发人员：林士渊，田孝通，温治宇，杨懋圳，
申请(专利权)人：捷能科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：