【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电解质，尤其涉及到一种全固态聚合物复合电解质及其制备方法。
技术介绍
1、随着社会的发展和科技的进步，新型能源以及大功率储能设备成为了研究热点。锂电池具有充放电效率高、自放电小、对环境较友好等优点，占据了巨大的市场份额。然而，目前商用的锂电池采用的大多是液态电解质，存在极大的安全隐患，且一般采用的是石墨负极，能量密度低，难以满足大动力交通工具和大型耗能设备的应用需要。
2、锂金属负极因还原电位低、能量密度高、可匹配正极范围广等优点，受到了青睐，但锂枝晶问题却成为限制锂金属负极的技术瓶颈，为解决此技术瓶颈，需要新的电解质体系即固态电解质体系。与液体电解质相比，固态聚合物复合电解质具有以下优点：不易燃特性、高安全性、对高温的耐受性，另固态聚合物复合电解质可与锂金属阳极一起工作而提高能量密度，但全固态聚合物复合电解质界面阻抗问题一直是固态电池的技术难题。
3、us4792504描述了一种聚合物电解质，它含有聚二甲基丙烯酸乙二醇/聚环氧乙烷，但其机械性能不高。cn200710144760a描述了一种添加超细粉填料于聚环氧乙烷的电解质，机械性能良好，但其离子电导率不是很高。cn1428363a描述了一种纳米孔聚合物电解质膜，有较优良的充放电性能和循环性能，这两种膜性质较为不错，但都是凝胶聚合物电解质。cn105826603a描述了一种原位聚合的碳酸亚乙烯酯基的固态电解质体系及其应用，具有优良的机械性能，但该固态电解质室温离子电导率偏低，不能室温运行。
4、由上可知，为解决界面阻抗大的问题，
技术实现思路
1、本专利技术提供了一种全固态聚合物复合电解质及其制备方法，该方法所得到的复合电解质能够解决锂枝晶和界面阻抗问题，同时还能够提升固态电解质的离子电导率。
2、为了达到上述目的，本专利技术提供了一种全固态聚合物复合电解质的制备方法，将溶有预聚体、锂盐及掺杂的活性单体的混合溶液采用喷涂工艺喷涂在辊压后的正极和负极的极片上，通过调整喷枪压力控制喷涂厚度制备得到。
3、作为优选，所加入的预聚体、锂盐及掺杂的活性单体的质量比为5：1：5～10：1：10
4、作为优选，喷枪压力为2-10mpa，每一层喷涂厚度为3-200μm。
5、作为优选，所述预聚体为一氟代丙烯酸聚乙二醇酯或氟代甲基丙烯酸聚乙二醇酯，其分子量为500～2000；
6、活性单体为4-乙烯基三氟甲苯、氟代苯乙烯、碳酸亚乙烯酯、二氧六环、氟代碳酸乙烯酯的混合物或至少其中两种的混合物；
7、锂盐为双三氟甲磺酰亚胺锂、双氟磺酰亚胺锂、六氟磷酸锂、四氟硼酸锂、二草酸硼酸锂、二氟磷酸锂、二氟草酸硼酸锂、高氯酸锂、三氟甲磺酸锂中的至少一种。
8、作为优选，掺杂的活性单体中的掺杂物为膨润土或者选自二氧化钛、三氧化二铝、二氧化硅的氧化物；
9、掺杂量为预聚体混合溶液总质量的0.5～10％。
10、作为优选，所述混合溶液中还添加有交联剂和引发剂，喷涂完成后，静止2～8h时间，让混合溶液充分浸润极片后进行固化。
11、作为优选，所述交联剂为三羟甲基丙烷三丙烯酸酯或季戊四醇四丙烯酸酯；
12、所述引发剂为偶氮二异丁腈abin、n-溴代丁二酰亚胺nbs、四甲基哌啶氮氧自由基tempo中的至少一种。
13、作为优选，采用热固化方式进行固化，所述热固化方式为先低温预固化，再升高温度进行交联固化；或者预固化和交联固化同时进行；其中：
14、低温预固化的固化温度和时间根据引发剂的半衰期和温度进行选择，温度范围为50～100℃，固化时间5～60min；相应的，交联固化温度范围为60～120℃，固化时间5～30min。
15、预固化和交联固化同时进行时，温度范围为50～120℃，固化时间5～90min。
16、作为优选，喷涂在正极和负极极片上的混合溶液是相同或不同的。
17、本专利技术还提供了一种全固态聚合物复合电解质，采用上述任一项技术方案所述的制备方法制备得到。
18、与现有技术相比，本专利技术的优点和积极效果在于：
19、1、本专利技术采用喷涂工艺，通过调整喷枪压力来控制喷涂厚度来制备聚合物复合固态电解质。在喷涂压力的协助下，形成界面浸润性好，界面阻抗小，同时交联型的聚合物有一定的机械强度，大大减小了锂枝晶问题和界面阻抗问题。
20、2、本专利技术采用喷涂工艺制备的全固态聚合物复合电解质还具有一定的韧性和高离子导电率(达到0.75ms/cm)，可以起到电解质和隔膜的双重作用，可有效取代固态电池中的隔膜，同时解决了固态聚合物电池离子电导率低和无需隔膜的问题。
21、3、本专利技术提供的喷涂工艺更适合全固态聚合物/复合聚合物电池的工业化生产，生产效率高。
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1.全固态聚合物复合电解质的制备方法，其特征在于，将溶有预聚体、锂盐及掺杂的活性单体的混合溶液采用喷涂工艺喷涂在辊压后的正极和负极的极片上，通过调整喷枪压力控制喷涂厚度制备得到。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所加入的预聚体、锂盐及掺杂的活性单体的质量比为5：1：5～10：1：10。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，喷枪压力为2-10MPa，每一层喷涂厚度为3-200μm。
4.根据权利要求1-3任一项所述的制备方法，其特征在于，所述预聚体为一氟代丙烯酸聚乙二醇酯或氟代甲基丙烯酸聚乙二醇酯，其分子量为500～2000；
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，掺杂的活性单体中的掺杂物为膨润土或者选自二氧化钛、三氧化二铝、二氧化硅的氧化物；
6.根据权利要求1-3任一项所述的制备方法，其特征在于，所述混合溶液中还添加有交联剂和引发剂，喷涂完成后，静止2～8h时间，让混合溶液充分浸润极片后进行固化。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述交联剂为三羟甲基丙烷三丙烯酸
8.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，采用热固化方式进行固化，所述热固化方式为先低温预固化，再升高温度进行交联固化；或者预固化和交联固化同时进行；其中：
9.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，喷涂在正极和负极极片上的混合溶液是相同或不同的。
10.全固态聚合物复合电解质，其特征在于，采用权利要求1-9任一项所述的制备方法制备得到。
...【技术特征摘要】
1.全固态聚合物复合电解质的制备方法，其特征在于，将溶有预聚体、锂盐及掺杂的活性单体的混合溶液采用喷涂工艺喷涂在辊压后的正极和负极的极片上，通过调整喷枪压力控制喷涂厚度制备得到。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所加入的预聚体、锂盐及掺杂的活性单体的质量比为5：1：5～10：1：10。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，喷枪压力为2-10mpa，每一层喷涂厚度为3-200μm。
4.根据权利要求1-3任一项所述的制备方法，其特征在于，所述预聚体为一氟代丙烯酸聚乙二醇酯或氟代甲基丙烯酸聚乙二醇酯，其分子量为500～2000；
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，掺杂的活性单体中的掺杂物为膨润土或者选自二氧化钛、三...
【专利技术属性】
技术研发人员：宋君荣，
申请(专利权)人：山东海科创新研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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