一种三元氟化物复合聚合物凝胶电解质制造技术

本发明专利技术提供了一种三元氟化物复合聚合物凝胶电解质的制备方法，包括如下步骤：

【技术实现步骤摘要】
一种三元氟化物复合聚合物凝胶电解质、其制备方法和锂离子电池


[0001]本专利技术涉及锂离子电池
，具体涉及一种三元氟化物复合聚合物凝胶电解质
、
其制备方法和锂离子电池
。

技术介绍

[0002]目前，商用的锂离子电池仍然以液态电解质为离子传输介质，然而，液体电解质的安全问题一直困扰着我们日常生活中
LIBs
的发展，例如有机电解质的泄漏
、
易燃性和毒性等
。
此外，由于液体溶液中不可避免的锂枝晶生长，液体电解质很难用于锂金属电池，以满足对高能量密度不断增长的需求
。
为了满足先进储能设备对安全性
、
灵活性和多功能性的要求，凝胶电解质由于具有较好的柔韧性和良好的热稳定性以及显著降低的液态电解液而被认为是代替现有液态锂离子电池的最佳选择
。
[0003]目前，限制凝胶电解质大规模应用的主要障碍是凝胶电解质较低的电化学窗口和较低的锂离子电导率
。
例如专利
CN115954540A
公开了一种埃洛石纳米管和
PVDF
复合的凝胶电解质，该复合凝胶电解质呈蜂窝状结构
。
然而该专利技术的凝胶电解质的吸液率和电化学窗口并没有得到提升，无法提升凝胶电解质在高电压锂离子电池中的应用效果
。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种三元氟化物复合聚合物凝胶电解质，本专利技术电解质膜的孔隙率和吸液率高，同时当凝胶电解质在吸收电解液后，电解质的活性锂离子数增多，显著提高了离子迁移数和离子电导率
。
[0005]为达到此目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0006]本专利技术一方面提供了一种三元氟化物复合聚合物凝胶电解质，为有机物包覆的三元氟化物复合聚合物
。
[0007]优选的，所述三元氟化锂盐选自
Li2SiF6、Li2ZrF6、Li4ZrF8、Li2TiF6、Li3TiF6、Li3GaF6、Li3AlF6、LiSbF6、Li2MnF6、LiAlF4、Li2GeF6、LiInF4和
LiBiF4中的一种或几种
。
[0008]优选的，所述有机物为乙二胺四乙酸
、
冠醚类聚合物
、12
‑
冠醚
、12
‑
冠醚
‑
3、12
‑
冠醚
‑
4、
氮杂
‑
18
‑
冠醚
、
苯并
‑
18
‑
冠醚
‑
6、4
‑
酰基
‑
18
‑
冠醚或二苯并
‑
24
‑
冠醚
‑8中的一种或几种
。
[0009]第二方面，本专利技术提供了一种三元氟化物复合聚合物凝胶电解质的制备方法，包括如下步骤：
[0010]A)
三元氟化锂盐溶液和有机物混合，得到有机物包覆的三元氟化锂盐；
[0011]B)
有机物包覆的三元氟化锂盐和
PVDF
基聚合物溶液混合，得到混合溶液；
[0012]C)
将混合溶液成膜
、
干燥，即得三元氟化物复合聚合物凝胶电解质
。
[0013]优选的，所述三元氟化锂盐溶解于溶剂中，所述三元氟化锂盐溶液的质量浓度为1％～
10
％；所述溶剂包括水
、
乙醇
、NMP、
甲醇
、
异丙醇
、
正丙醇或丁醇中的一种或多种
。
[0014]优选的，所述三元氟化锂盐选自
Li2SiF6、Li2ZrF6、Li4ZrF8、Li2TiF6、Li3TiF6、Li3GaF6、Li3AlF6、LiSbF6、Li2MnF6、LiAlF4、Li2GeF6、LiInF4和
LiBiF4中的一种或几种；
[0015]所述有机物为乙二胺四乙酸
、
冠醚类聚合物
、12
‑
冠醚
、12
‑
冠醚
‑
3、12
‑
冠醚
‑
4、
氮杂
‑
18
‑
冠醚
、
苯并
‑
18
‑
冠醚
‑
6、4
‑
酰基
‑
18
‑
冠醚或二苯并
‑
24
‑
冠醚
‑8中的一种或几种
。
[0016]相比于其他有机物，本专利技术选用的有机物可以与三元氟化锂盐中的锂离子充分络合，使三元氟化锂盐能够均匀地分散在聚合物基体中，而且，有机物带有的醚键使三元氟化锂盐牢固地与
PVDF
结合
。
[0017]优选的，步骤
A)
所述混合的温度为
60
～
90℃
；所述有机物包覆的三元氟化锂盐的包覆量为
0.5wt
％～
5wt
％
。
[0018]优选的，步骤
B)
所述
PVDF
基聚合物选自聚偏氟乙烯
、
聚偏氟乙烯
‑
六氟丙烯
、
聚偏氟乙烯
‑
三氟乙烯
、
聚偏氟乙烯
‑
三氟氯乙烯或聚偏氟乙烯
‑
三氟乙烯
‑
三氟氯乙烯中的一种或几种；
[0019]所述
PVDF
基聚合物溶液中的溶剂为
NMP、
丙酮
、DMF、DMAC、
四氢呋喃
、NEP
或乙醇中的一种或多种；
[0020]所述
PVDF
基聚合物溶液中
PVDF
基聚合物的质量分数在5％～
20
％
。
[0021]优选的，步骤
B)
所述有机物包覆的三元氟化锂盐和
PVDF
基聚合物溶液质量比为
(1
～
40):100。
[0022]优选的，步骤
C)
所述成膜为采用流延法或刮涂法进行涂布成膜
。
[0023]优选的，步骤
C)
所述成膜后还包括干燥；所述干燥为
60
～
150
°
下干燥
10
～
24h。
[0024]第三方面，本专利技术提供了一种锂离子电池，包括上述技术方案所述的三元氟化物复合聚合物凝胶本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种三元氟化物复合聚合物凝胶电解质，其特征在于，为有机物包覆的三元氟化物复合聚合物
。2.
根据权利要求1所述的三元氟化物复合聚合物凝胶电解质，其特征在于，所述三元氟化锂盐选自
Li2SiF6、Li2ZrF6、Li4ZrF8、Li2TiF6、Li3TiF6、Li3GaF6、Li3AlF6、LiSbF6、Li2MnF6、LiAlF4、Li2GeF6、LiInF4和
LiBiF4中的一种或几种
。3.
根据权利要求1所述的凝胶电解质，其特征在于，所述有机物为乙二胺四乙酸
、
冠醚类聚合物
、12
‑
冠醚
、12
‑
冠醚
‑
3、12
‑
冠醚
‑
4、
氮杂
‑
18
‑
冠醚
、
苯并
‑
18
‑
冠醚
‑
6、4
‑
酰基
‑
18
‑
冠醚或二苯并
‑
24
‑
冠醚
‑8中的一种或几种
。4.
一种三元氟化物复合聚合物凝胶电解质的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
A)
三元氟化锂盐溶液和有机物混合，得到有机物包覆的三元氟化锂盐；
B)
有机物包覆的三元氟化锂盐和
PVDF
基聚合物溶液混合，得到混合溶液；
C)
将混合溶液成膜
、
干燥，即得三元氟化物复合聚合物凝胶电解质
。5.
根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述三元氟化锂盐溶液的质量浓度为1％～
10
％；所述三元氟化锂盐溶液中的溶剂包括水
、
乙醇
、NMP、
甲醇
、

【专利技术属性】
技术研发人员：冯超，李立飞，周龙捷，周昊，
申请(专利权)人：蓝固常州新能源有限公司，
类型：发明
国别省市：