【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于化学电源，具体涉及一种新型准固态聚合物电解质的原位制备方法。
技术介绍
1、锂硫电池因其较高的比容量和相对较低的成本被广泛认为是下一代高能量密度储能系统的有前景的候选者。与传统的锂离子电池相比，锂硫电池具有潜在的显著优势，如更高的理论比容量(1675mah/g)，更低的材料成本，以及更环保的特性。
2、然而，锂硫电池在实际应用中仍然面临着一系列重要的技术挑战，其中之一是电解质的选择和性能。传统液体电解质在锂硫电池中的使用面临液体电解质易挥发、极化效应、锂枝晶生长等问题，这些问题限制了锂硫电池的循环寿命和安全性。
3、为了克服这些挑战，近年来，研究人员开始探索固态电解质作为锂硫电池的潜在解决方案。然而，传统的固态电解质在锂硫电池中也存在一些问题，如界面稳定性、电导率和可加工性等方面的限制。
4、在这一背景下，凝胶聚合物电解质作为一种新兴的电解质类别，引起了广泛的兴趣。凝胶聚合物电解质结合了固态电解质稳定性和安全性的优点，以及液体电解质能够满足高电导率和可加工性要求的优点，为锂硫电池提供了一种潜在的解决方案。这种准固态电解质的独特性质可以提高锂硫电池的性能，延长其循环寿命，并增强其安全性。
5、在此背景下，有必要开发一种新型的准固态聚合物电解质，并将其应用与锂硫电池中，为锂硫电池技术的进一步发展提供一种具有前景的技术途径。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是，解决锂硫电池多硫化物的穿梭效应导致库伦效率低，循环稳定性差，存在
2、本专利技术的构思在于，通过原位聚合合成的聚合物骨架将醚基电解液固定在凝胶相中，凭借聚合物骨架上富含的聚脲基基团有效抑制锂硫电池中的多硫化物穿梭问题，其中，原位聚合的方法可以有效提升正极，负极，电解质之间的界面相容性，增加电池循环及电化学性能。
3、为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
4、第一方面，本专利技术提供一种新型准固态聚合物电解质的原位制备方法，能够抑制锂硫电池多硫化物的穿梭效应，所述制备方法包括以下步骤：
5、s1：将锂盐溶解在1,3-二氧戊环dol和直链醚类有机物混合而成的溶剂中，在保护气氛下，使锂盐完全溶解，得到电解液；
6、所述溶剂中，1,3-二氧戊环dol和直链醚类有机物的体积比为7：3～3：7；所述锂盐为锂电池用锂盐，电解液中锂盐总浓度为1～5mol/l；
7、s2：在保护气氛下，将两种聚合物单体，四(4-氨基苯基)甲烷和异佛尔酮二异氰酸酯，以4:6～6:4的质量比例溶解在步骤s1所得电解液中，每种聚合物单体的质量浓度分数为0.5～1.5wt％；聚合物单体充分溶解后，得到含有聚合物单体的电解液；
8、s3：将步骤s2所得的含有聚合物单体的电解液注入到待组装电池中，随后将注液后的电池置于40-60℃下原位交联，得到准固态聚合物电解质的电池。
9、优选地，所述步骤s1中的直链醚类有机物为乙二醇二甲醚、二乙二醇二甲醚、三乙二醇二甲醚、四乙二醇二甲醚中的任意一种或两种以上混合物。
10、优选地，所述步骤s1中的锂盐为双三氟甲磺酰亚胺锂litfsi、双氟磺酰亚胺锂lifsi、六氟磷酸锂lipf6、硝酸锂lino3、四氟硼酸锂libf4中的任意一种或两种以上混合物。
11、优选地，所述步骤s1中，锂盐的溶解条件为：室温下以转速100～150r/min搅拌12h。
12、优选地，所述步骤s2中，聚合物单体的溶解条件为：以转速100～150r/min搅拌0.5～12h。
13、优选地，所述步骤s1、s2中，所述保护氛围的气体为n2或ar。
14、优选地，所述步骤s3中，原位交联的时长为12-24h。
15、优选地，所述步骤s3中，所述待组装电池为安装好正极、负极和隔膜的待组装电池。
16、进一步地，所述负极为金属锂或锂合金中的任意一种；正极为硫碳材料。
17、进一步地，所述正极的硫碳材料为有机硫材料，包括硫化聚丙烯腈span。
18、第二方面，本专利技术提供一种准固态聚合物电解质的锂硫电池，采用第一方面所述新型准固态聚合物电解质的原位制备方法制备而成，所述锂硫电池能够抑制锂硫电池多硫化物的穿梭效应。
19、本专利技术的有益效果：
20、(1)单体在电极/电解质界面上的聚合反应，在锂负极表面原位生成凝胶聚合物电解质层，界面相容性得到提升；
21、(2)交联的聚合物骨架可以减少电解液的流失，降低电池的容量衰减速率。含有的流动性好的醚基有机物，可以在循环过程中自调节界面的物理接触性能，抑制锂负极的副反应；
22、(3)多硫化物与聚合物骨架相互作用，降低多硫化物的穿梭效应，均匀分布的含n,o基团还为锂离子提供了广泛的结合位点，使凝胶电解质离子电导提升，离子迁移能力增强，使锂离子均匀沉积在负极。
23、该方法改善锂硫电池的多硫化物穿梭问题和安全性问题出发，通过原位合成功能性基团使凝胶电解质从物理和化学上共同抑制多硫化物穿梭，构建出简单可行具有高安全性能的原位凝胶电解质，为锂硫电池获得更高的能量密度和更好的循环稳定性提供一种新颖的技术途径。
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1.一种新型准固态聚合物电解质的原位制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的新型准固态聚合物电解质的原位制备方法，其特征在于，所述步骤S1中的直链醚类有机物为乙二醇二甲醚、二乙二醇二甲醚、三乙二醇二甲醚、四乙二醇二甲醚中的任意一种或两种以上混合物。
3.根据权利要求1所述的新型准固态聚合物电解质的原位制备方法，其特征在于，所述步骤S1中的锂盐为双三氟甲磺酰亚胺锂LiTFSI、双氟磺酰亚胺锂LiFSI、六氟磷酸锂LiPF6、硝酸锂LiNO3、四氟硼酸锂LiBF4中的任意一种或两种以上混合物。
4.根据权利要求1所述的新型准固态聚合物电解质的原位制备方法，其特征在于，所述步骤S1中，锂盐的溶解条件为：室温下以转速100～150r/min搅拌12h。
5.根据权利要求1所述的新型准固态聚合物电解质的原位制备方法，其特征在于，所述步骤S2中，聚合物单体的溶解条件为：以转速100～150r/min搅拌0.5～12h。
6.根据权利要求1所述的新型准固态聚合物电解质的原位制备方法，其特征在于，所述步
7.根据权利要求1所述的新型准固态聚合物电解质的原位制备方法，其特征在于，所述步骤S3中，原位交联的时长为12-24h。
8.根据权利要求1所述的新型准固态聚合物电解质的原位制备方法，其特征在于，所述步骤S3中，所述待组装电池为安装好正极、负极和隔膜的待组装电池。
9.根据权利要求8所述的新型准固态聚合物电解质的原位制备方法，其特征在于，所述负极为金属锂或锂合金中的任意一种；正极为硫碳材料。
10.一种准固态聚合物电解质的锂硫电池，其特征在于，采用权利要求1～9总任意一项所述新型准固态聚合物电解质的原位制备方法制备而成。
...【技术特征摘要】
1.一种新型准固态聚合物电解质的原位制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的新型准固态聚合物电解质的原位制备方法，其特征在于，所述步骤s1中的直链醚类有机物为乙二醇二甲醚、二乙二醇二甲醚、三乙二醇二甲醚、四乙二醇二甲醚中的任意一种或两种以上混合物。
3.根据权利要求1所述的新型准固态聚合物电解质的原位制备方法，其特征在于，所述步骤s1中的锂盐为双三氟甲磺酰亚胺锂litfsi、双氟磺酰亚胺锂lifsi、六氟磷酸锂lipf6、硝酸锂lino3、四氟硼酸锂libf4中的任意一种或两种以上混合物。
4.根据权利要求1所述的新型准固态聚合物电解质的原位制备方法，其特征在于，所述步骤s1中，锂盐的溶解条件为：室温下以转速100～150r/min搅拌12h。
5.根据权利要求1所述的新型准固态聚合物电解质的原位制备方法，其特征在于，...
【专利技术属性】
技术研发人员：王维坤，王宝春，金朝庆，鲁建豪，黄雅钦，
申请(专利权)人：中国人民解放军军事科学院防化研究院，
类型：发明
国别省市：
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