一种高电导率高迁移数锂金属电池凝胶电解质及其制备方法及锂电池技术

本发明专利技术涉及一种高电导率高迁移数锂金属电池凝胶电解质及锂电池，上述凝胶电解质，该凝胶电解质包括凝胶及溶解于凝胶中的锂盐；其中，凝胶由可聚合离子液体、可聚合两性离子单体、引发剂、交联剂在有机溶剂中发生聚合反应制成。本发明专利技术中凝胶电解质主链上离子液体中的正电中心和双性离子中的正电中心共同与电解质中的阴离子产生静电相互作用，限制阴离子的迁移，获得较高的锂离子迁移数，从而减少枝晶的产生和生长；同时，双性离子末端负电中心促进锂盐的解离，获得较高的电导率，提高锂离子的电化学性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电解质，特别涉及凝胶聚合物电解质用于锂金属电池技术，具体涉及一种高电导率高迁移数锂金属电池凝胶电解质及其制备方法及锂电池。

技术介绍

1、在电化学储能技术中，锂金属电池因其低氧化还原电位(相对于标准氢电极为-3.04v)和高理论比容量(3860mah g-1)而引起了人们广泛的关注。然而，在实际应用中，锂的不均匀沉积导致锂金属负极表面产生大量的枝晶。锂枝晶极大地影响了电极与电解质表面的稳定性，甚至锂枝晶的生长最终戳破隔膜，造成电池短路以及热失控的风险。另外，金属锂与电解液之间的反应活性较高，会产生大量的副反应，降低锂金属电池的循环稳定性。

2、高锂离子迁移数可以缓解充放电过程中电极与电解质表面的浓差极化现象，抑制负极表面“离子耗尽层”的形成，进而起到保护负极、减少枝晶的作用。目前提高锂离子迁移数的方法有：采用高浓度锂盐、单离子导体等。其中，单锂离子导体聚合物电解质是将阴离子以共价键的方式连接到聚合物的主链上，这样进行移动的仅有锂离子，锂离子迁移数接近于1，这样降低了锂离子的浓差极化。但是由于锂离子与阴离子基团的相互作用，降低锂离子本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种高电导率高迁移数锂金属电池凝胶电解质，其特征在于，所述凝胶电解质包括凝胶及溶解于所述凝胶中的锂盐；

2.根据权利要求1所述的高电导率高迁移数锂金属电池凝胶电解质，其特征在于，所述离子液体及所述两性离子单体的摩尔比为1：(0.5-2)。

3.根据权利要求1或2所述的高电导率高迁移数锂金属电池凝胶电解质，其特征在于，所述离子液体为1-烯丙基-3-甲基咪唑双(三氟甲烷磺酰)亚胺盐、1-烯丙基-3-甲基咪唑双(三氟甲烷磺酰)亚胺盐、1-烯丙基-3-乙基咪唑双(三氟甲烷磺酰)亚胺盐、1-烯丙基-3-丁基咪唑六氟磷酸盐、1-烯丙基-3-丁基咪唑双(三氟甲烷磺酰)亚胺盐...

【技术特征摘要】

1.一种高电导率高迁移数锂金属电池凝胶电解质，其特征在于，所述凝胶电解质包括凝胶及溶解于所述凝胶中的锂盐；

2.根据权利要求1所述的高电导率高迁移数锂金属电池凝胶电解质，其特征在于，所述离子液体及所述两性离子单体的摩尔比为1：(0.5-2)。

3.根据权利要求1或2所述的高电导率高迁移数锂金属电池凝胶电解质，其特征在于，所述离子液体为1-烯丙基-3-甲基咪唑双(三氟甲烷磺酰)亚胺盐、1-烯丙基-3-甲基咪唑双(三氟甲烷磺酰)亚胺盐、1-烯丙基-3-乙基咪唑双(三氟甲烷磺酰)亚胺盐、1-烯丙基-3-丁基咪唑六氟磷酸盐、1-烯丙基-3-丁基咪唑双(三氟甲烷磺酰)亚胺盐、1-烯丙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐、1-乙烯基-3-甲基咪唑双(三氟甲烷磺酰)亚胺盐、1-乙烯基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐、1-乙烯基-3-乙基咪唑双(三氟甲烷磺酰)亚胺盐、1-乙烯基-3-乙基咪唑六氟磷酸盐、1-乙烯基-3-乙基咪唑四氟硼酸盐中的一种或几种。

4.根据权利要求1或2所述的高电导率高迁移数锂金属电池凝胶电解质，其特征在于，所述两性离子单体为[2-(甲基丙烯酰氧基)乙基]二甲基-(3-磺丙基)氢氧化铵、...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨培华，肖托，刘抗，
申请(专利权)人：武汉大学，
类型：发明
国别省市：