【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及材料制备，尤其涉及一种固态聚合物电解质及其制备方法、及于二次电池中的应用。
技术介绍
1、随着社会能源的短缺以及低碳开发的推动，新能源汽车成为未来汽车行业发展方向之一。新能源汽车的核心组成部分是动力电池，作为近几年发展迅速的动力电池，锂离子电池拥有比能量大，无污染、工作电压高和循环寿命长的特点，在新能源汽车行业中得到了广泛关注。但汽车用锂离子电池充电速度慢、续航里程短等问题仍然存在，为了解决此问题，业者采用三元材料作为正极材料。目前此类材料对应的电解质一般采用液体电解质，三元材料体系下电解液易剧烈燃烧，存在严重的安全问题。
2、基于对高容量和高安全性能的锂离子电池的需求，业者将目光转向固态电池，通过使用固态电解质取代液体电解质的办法，在提高安全性的同时，还增加了能量密度。但目前的固态电解质应用于锂离子电池中普遍存在电池阻抗高，电池相关性能如内阻、倍率等性能相对于液体电解液降低的问题。
3、因此，急需一种新的固态电解质或其制备方法在满足高容量和高安全性能的锂离子电池的需求的同时，还能进一步改善倍率、降低阻抗等。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种固态聚合物电解质及其制备方法、及于二次电池中的应用，此固态聚合物电解质为网状结构，具有较多的离子传导通道，且导电率较高，应用于二次电池中可改善二次电池的倍率性能且降低阻抗。
2、为实现上述目的，本专利技术一方面提供了一种固态聚合物电解质，包括具有网状结构的聚合物基体、芳香二胺的氧化
3、本专利技术采用的技术方案中，碳酸亚乙烯酯和聚乙二醇二丙烯酸酯的共聚物构成的聚合物基体具有网状结构，增加了固态聚合物电解质的传导通道，再结合芳香二胺的氧化产物中氮原子的引入可提升二次电池的倍率性能。石墨烯不仅可提升固态聚合物电解质的电导率，降低电池阻抗，且填充于网状结构中还可使固态聚合物电解质具有一定的机械强度，防止在电池循环过程中结构破坏而导致二次电池的循环性能及安全性能下降。故，本专利技术的固态聚合物电解质包括具有网状结构的聚合物基体、芳香二胺的氧化产物和石墨烯，不仅可提升二次电池的安全性能还能进一步改善倍率、循环等性能。
4、作为本专利技术的一技术方案，所述芳香二胺包括邻苯二胺、间苯二胺和对苯二胺中的至少一种。
5、作为本专利技术的一技术方案，所述聚合物基体、所述芳香二胺的氧化产物和所述石墨烯的质量比为4～6:3～5:1。
6、本专利技术第二方面提供了一种固态聚合物电解质的制备方法，包括步骤：将碳酸亚乙烯酯、芳香二胺、聚乙二醇二丙烯酸酯和氧化石墨烯混合后，加入引发剂于45～60℃下聚合2～12h。
7、本专利技术的固态聚合物电解质的制备方法中，以碳酸亚乙烯酯(vc)作为聚合单体，聚乙二醇二丙烯酸酯作为长链交联剂，使碳酸亚乙烯酯进行聚合后能形成有弹性的凝胶状态，并构建网状结构。采用氧化石墨烯作为原料被还原以制得石墨烯，可避免直接采用石墨烯作为原料易团聚不好分散的问题。芳香二胺既可以协助碳酸亚乙烯酯聚合形成有弹性的凝胶状态且在微观上构建有孔隙的网状结构，又可还原氧化石墨烯，并使得其能够参与进固态电解质有孔隙的网状结构构建中。
8、作为本专利技术的一技术方案，所述碳酸亚乙烯酯、所述芳香二胺、所述聚乙二醇二丙烯酸酯和所述氧化石墨烯的质量比为0.5～2:3～5:3～5:0.5～2。
9、作为本专利技术的一技术方案，以所述碳酸亚乙烯酯、所述芳香二胺、所述聚乙二醇二丙烯酸酯和所述氧化石墨烯的质量之和为100％计，所述引发剂的质量为0.1～1.0％。
10、作为本专利技术的一技术方案，所述引发剂包括偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈和偶氮二异丁酸二甲酯中的至少一种。
11、本专利技术第三方面提供了一种固态聚合物电解质或前述的固态聚合物电解质的制备方法所制备的固态聚合物电解质于二次电池中的应用。
12、本专利技术第四方面提供了一种二次电池的制备方法，包括步骤：
13、(1)制备电芯
14、(2)电解液准备
15、将碳酸亚乙烯酯、芳香二胺、聚乙二醇二丙烯酸酯和氧化石墨烯混合后，加入引发剂混合得预混物，将所述预混物和液态电解液混合得电解液；
16、(3)将所述电芯包装于包装件中并注入所述电解液后密封，活化后于45～60℃下进行聚合反应2～12h，再进行化成。
17、本专利技术的二次电池采用固态聚合物电解质和液态电解液混合作为电解液，不仅具有较佳的安全性和较高的能量密度，且二次电池的循环及倍率性能也较佳。
18、作为本专利技术的一技术方案，所述预混物和所述液态电解液的质量比为1～9:1。
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1.一种固态聚合物电解质，其特征在于，包括具有网状结构的聚合物基体、芳香二胺的氧化产物和石墨烯，所述芳香二胺的氧化产物和所述石墨烯填充于所述网状结构中，所述聚合物基体为碳酸亚乙烯酯和聚乙二醇二丙烯酸酯的共聚物。
2.根据权利要求1所述的固态聚合物电解质，其特征在于，所述芳香二胺包括邻苯二胺、间苯二胺和对苯二胺中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的固态聚合物电解质，其特征在于，所述聚合物基体、所述芳香二胺的氧化产物和所述石墨烯的质量比为4～6:3～5:1。
4.一种固态聚合物电解质的制备方法，其特征在于，包括步骤：将碳酸亚乙烯酯、芳香二胺、聚乙二醇二丙烯酸酯和氧化石墨烯混合后，加入引发剂于45～60℃下聚合2～12h。
5.根据权利要求4所述的固态聚合物电解质的制备方法，其特征在于，所述碳酸亚乙烯酯、所述芳香二胺、所述聚乙二醇二丙烯酸酯和所述氧化石墨烯的质量比为0.5～2:3～5:3～5:0.5～2。
6.根据权利要求4所述的固态聚合物电解质的制备方法，其特征在于，以所述碳酸亚乙烯酯、所述芳香二胺、所述聚乙二醇二丙烯酸酯
7.根据权利要求4所述的固态聚合物电解质的制备方法，其特征在于，所述引发剂包括偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈和偶氮二异丁酸二甲酯中的至少一种。
8.根据权利要求1～3任意一项所述的固态聚合物电解质或权利要求4～7任意一项所述的固态聚合物电解质的制备方法所制备的固态聚合物电解质于二次电池中的应用。
9.一种二次电池的制备方法，其特征在于，包括步骤：
10.根据权利要求9所述的二次电池的制备方法，其特征在于，所述预混物和所述液态电解液的质量比为1～9:1。
...【技术特征摘要】
1.一种固态聚合物电解质，其特征在于，包括具有网状结构的聚合物基体、芳香二胺的氧化产物和石墨烯，所述芳香二胺的氧化产物和所述石墨烯填充于所述网状结构中，所述聚合物基体为碳酸亚乙烯酯和聚乙二醇二丙烯酸酯的共聚物。
2.根据权利要求1所述的固态聚合物电解质，其特征在于，所述芳香二胺包括邻苯二胺、间苯二胺和对苯二胺中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的固态聚合物电解质，其特征在于，所述聚合物基体、所述芳香二胺的氧化产物和所述石墨烯的质量比为4～6:3～5:1。
4.一种固态聚合物电解质的制备方法，其特征在于，包括步骤：将碳酸亚乙烯酯、芳香二胺、聚乙二醇二丙烯酸酯和氧化石墨烯混合后，加入引发剂于45～60℃下聚合2～12h。
5.根据权利要求4所述的固态聚合物电解质的制备方法，其特征在于，所述碳酸亚乙烯酯、所述芳香二胺、所述聚乙二醇二...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵斯琦，黄旸，赵悠曼，
申请(专利权)人：东莞市创明电池技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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