一种聚离子液体基聚合物电解质的制备及其应用制造技术

本发明专利技术提供了一种聚离子液体基聚合物电解质及其制备方法和应用。本发明专利技术采用离子液体共聚物、锂盐、溶剂和多孔支撑材料制备聚合物电解质。其中离子液体共聚物由两种具有相同阳离子和不同阴离子的离子液体单体通过自由基聚合制备而成。所得聚合物表现出刚柔并济的特点。与锂盐混合、优化后，其电解质膜的厚度为30‑60μm，室温离子电导率为1.06×10‑4 S/cm，电化学窗口大于4.5V(vs.Li+/Li)。该聚合物电解质可以与高镍三元正极材料构建稳定的正极‑电解质中间相（CEI），且能有效抑制负极锂枝晶的生长。将此聚合物电解质应用于高压固态锂金属电池，在高倍率下表现出较高的放电比容量且能长时间稳定工作。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及锂金属电池用聚合物电解质领域，特别是一种聚离子液体基聚合物电解质膜的制备及其应用，属于锂离子电池。

技术介绍

1、锂离子电池，因其具有无记忆效应、能量密度高、循环寿命长等特点，在3c产品、电动汽车和规模化储能领域得到了广泛应用。与商用锂离子电池大多采用的有机电解液相比，固态电解质具有更高的热稳定性、较低的可燃性，因此具有更好安全性。此外固态电解质有望匹配金属锂负极和高电压高容量正极，实现更高的能量密度。因此，开发固态电解质，对高安全高能量密度锂金属电池的发展具有重要意义。

2、固态电解质主要分为无机固态电解质（如氧化物、硫化物、卤化物等）和聚合物电解质。相比无机固态电解质制备工艺复杂，界面相容性差等缺点，聚合物电解质具有制备工艺简单、柔韧性好、与锂金属相容性好和形状尺寸可调等优点，因而引起广大研究者的关注。聚离子液体是一类以离子液体单体为重复单元的聚合物，具有热稳定性好、不流动、不易燃和电化学稳定性高的优点，而且具有良好的可加工性、机械性能和安全性，是一种非常有前景的聚合物固体电解质材料。

3、专利cn10787997本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种聚离子液体基聚合物电解质，其特征在于，选用聚离子液体基聚合物、锂盐和有机溶剂配制成前驱体混合液，将上述前驱体混合液通过溶液浇铸法负载在多孔支撑材料上，然后进行烘干，制备聚合物电解质膜。

2.聚离子液体占电解质前驱体混合液的质量分数为14%-18%，锂盐占电解质前驱体混合液的质量分数为9%-30%，有机溶剂占电解质前驱体混合液的质量分数为56%-71%。

3.按照权利要求1所述的一种聚离子液体基聚合物电解质，其特征在于：聚离子液体为聚1-烯丙基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐、聚1-烯丙基-3-甲基咪唑双（三氟甲烷磺酰）亚胺盐、聚1-烯丙基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐-...

【技术特征摘要】

1.一种聚离子液体基聚合物电解质，其特征在于，选用聚离子液体基聚合物、锂盐和有机溶剂配制成前驱体混合液，将上述前驱体混合液通过溶液浇铸法负载在多孔支撑材料上，然后进行烘干，制备聚合物电解质膜。

2.聚离子液体占电解质前驱体混合液的质量分数为14%-18%，锂盐占电解质前驱体混合液的质量分数为9%-30%，有机溶剂占电解质前驱体混合液的质量分数为56%-71%。

3.按照权利要求1所述的一种聚离子液体基聚合物电解质，其特征在于：聚离子液体为聚1-烯丙基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐、聚1-烯丙基-3-甲基咪唑双（三氟甲烷磺酰）亚胺盐、聚1-烯丙基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐-共-聚1-烯丙基-3-甲基咪唑双（三氟甲烷磺酰）亚胺盐、聚1-乙烯基-3-乙基咪唑六氟磷酸盐（p(veim-pf6),ppf6）、聚1-乙烯基-3-乙基咪唑双三氟甲烷磺酰亚胺盐（p(veim-tfsi),ptfsi）、聚（1-乙烯基-3-乙基咪唑六氟磷酸盐）-共-聚（1-乙烯基-3-乙基咪唑双三氟甲烷磺酰亚胺盐）(p(veim-pf6)(veim-tfsi)y, cpil_x，n是1-乙烯基-3-乙基咪唑六氟磷酸盐和1-乙烯基-3-乙基咪唑双三氟甲烷磺酰亚胺盐的摩尔比)、聚1-烯丙基-3-丁基咪唑六氟磷酸盐、聚1-烯丙基-3-丁基咪唑双（三氟甲烷磺酰）亚胺盐、聚1-烯丙基-3-丁基咪唑六氟磷酸盐-共-聚1-烯丙基-3-丁基咪唑双（三氟甲烷磺酰）亚胺盐中的一种或组合。

4.按照权利要求2所述的聚离子液体基聚合物电解质，其特征在于，所述聚离子液体的制备包括以下步骤：将离子液体单体、引发剂溶于第一有机溶剂中，然后在氩气条件下，70℃下反应12小时，得到所述的聚离子液体。其中，所述离子液体单体为1-烯丙基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐、1-烯丙基-3-甲基咪唑双（三氟甲烷磺酰）亚胺盐、1-乙烯基-3-乙基咪唑六氟磷酸盐（veim-pf6）、1-乙烯基-3-乙基咪唑双三氟甲烷磺酰亚胺盐(veim...

【专利技术属性】
技术研发人员：金永成，常慧，殷其德，陈凡伟，
申请(专利权)人：中国海洋大学，
类型：发明
国别省市：