本发明专利技术公开一种用于锂离子二次电池的凝胶聚合物电解质膜及其制备方法。本发明专利技术的凝胶聚合物电解质膜中聚合物电解质膜的质量分数为30～70％。本发明专利技术利用溶液浇铸成膜的方法将含氟聚合物溶液制备成聚合物电解质膜，然后对聚合物电解质膜分别进行锂化和真空干燥处理，随后将聚合物电解质膜浸渍于电解液中，制得凝胶聚合物电解质膜。本发明专利技术提供的凝胶聚合物电解质膜有着很强的吸收液体能力和液体保持能力，由于聚合物电解质膜支链上已经存在锂离子，因此电池中只要加入少量的锂盐就能达到与液态电解质相当的电导率，降低了电池的制作成本。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种电池用电解质膜及其制备方法，特别涉及一种。
技术介绍
锂离子电池因具有无污染、无记忆效应、比能量高(能量密度为铅酸电池的3-4 倍，镍氢电池的2倍)、质轻等优点，近年来得到了快速发展，已经在移动通讯和笔记本电脑中得到广泛的应用，在动力电池方面也将具有广阔的发展空间。目前，有两类锂离子电池， 一种为使用液体有机电解质的锂离子电池，另一种为使用固体或凝胶聚合物电解质的锂离子电池。全固态聚合物电解质的室温离子电导率到目前为止还不能达到10_3 S/cnT1的应用水平。聚合物锂离子电池自开发以来，由于其在形状上可以做到薄膜化及任意形状化，可以保证电池内部的充分接触，大大提高电池造型设计的灵活性，同时聚合物锂离子电池具有重量轻、比能量高、安全性能好等优点，从而成为近年来锂离子电池的研究热点。目前已经开发了很多聚合物电解质，如聚醚系(主要是ΡΕ0)，聚丙烯酯(PAN)系，聚甲基丙烯酸酯(PMMA)类及聚偏氟乙烯(PVDF)系等。含氟型聚合物通常具有较好的力学性能和电化学稳定性能。目前关于含氟凝胶型聚合物电解质的报道多以多孔性聚偏氟乙烯为基质，浸渍电解液的多孔性电解质其充放电速度快，比多孔性的聚烯烃隔膜电化学稳定性好，机械性能好，但是其对电解液的亲和能力差，在电池的使用过程中，电解液容易泄漏。为降低聚偏氟乙烯的结晶度而引入六氟丙稀单元所形成的共聚物 ，虽然在吸液能力上得到一定的提高，但还是不能从根本上解决吸液能力弱的问题，而且上述含氟型的凝胶聚合物电解质膜与电极的相容性较差，界面电阻大。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种用于锂离子二次电池的凝胶聚合物电解质膜。本专利技术的用于锂离子二次电池的凝胶聚合物电解质膜的组成如下由聚合物电解质膜和电解液组成；其中聚合物电解质膜的质量分数为30 70% ；其中聚合物电解质膜的化学结构式如式(I)所示权利要求1.一种用于锂离子二次电池的凝胶聚合物电解质膜，其特征在于，由聚合物电解质膜和电解液组成；其中聚合物电解质膜的质量分数为30 70%，以所述凝胶聚合物电解质膜的总质量计；其中聚合物电解质膜的化学结构式如式(I)所示2.如权利要求1所述的用于锂离子二次电池的凝胶聚合物电解质膜，其特征在于，所述电解液由增塑剂和锂盐构成，其中所述锂盐为LiN(CF3S03)2、LiC104、LiCF3S03、LiPF6、LiCl 的一种，以锂盐计，电解液的浓度为0. 2 1. 2mol/L。3.如权利要求2所述的用于锂离子二次电池的凝胶聚合物电解质膜，其特征在于，所述增塑剂为碳酸甲乙酯、碳酸二乙酯、碳酸甲丙酯、碳酸二丙酯、碳酸二甲酯、碳酸乙烯酯、 碳酸丙烯酯、四氢呋喃、乙二醇二甲醚或其混合物。4.权利要求1-3之一所述的凝胶聚合物电解质膜的制备方法，其特征在于包括如下步骤(1)将含氟聚合物溶液在100 220°C下通过溶液浇铸成膜方法，制备成聚合物电解质膜；(2)依次用双氧水溶液、去离子水、硫酸溶液、去离子水加热处理所述聚合物电解质膜， 得到预处理好的聚合物电解质膜；(3)将预处理后的聚合物电解质膜浸渍在1.0 2. Omol/L的氢氧化锂溶液中，进行锂化处理，然后将锂化的聚合物电解质膜用去离子水洗涤，直至洗涤出的去离子水的酸碱度为中性为止，得到锂化处理的聚合物电解质膜；(4)配制锂盐浓度为0.2 1. 2mol/L的电解液；(5)将锂化处理的聚合物电解质膜真空干燥；(6)将干燥的聚合物电解质膜，浸渍于配制好的电解液中，得到所述凝胶聚合物电解质膜；其中含氟聚合物溶液，是由溶剂和含氟聚合物组成，其中含氟聚合物的质量分数为 15% 50% ；且含氟聚合物的化学结构式如式(II)所示5.如权利要求4所述的凝胶聚合物电解质膜的制备方法，其特征在于，在所述步骤(2) 中，将聚合物电解质膜用1. 0 5. 0%的双氧水溶液在60 100°C的温度下加热0. 5 1. 0 小时，然后用去离子水在60 100°C的温度下加热0. 5 1. 5小时，再用1. 0 2. Omol/L 的硫酸溶液在60 100°C的温度下加热0. 5 1. 5小时，最后用去离子水在60 100°C的温度下加热0. 5 1. 5小时，得到预处理好的聚合物电解质膜。6.如权利要求4所述的凝胶聚合物电解质膜的制备方法，其特征在于，在所述步骤(3) 中，将预处理后的聚合物电解质膜浸渍在1. 0 2. Omol/L的氢氧化锂溶液中，60 100°C 加热回流6 12小时，进行锂化处理；在所述步骤( 中，将锂化处理的聚合物电解质膜于 60 100°C下真空干燥M 48小时；在所述步骤(6)中，将干燥的聚合物电解质膜，浸渍于配制好的电解液中M 48小时。7.如权利要求4所述的凝胶聚合物电解质膜的制备方法，其特征在于，所述溶剂为N， N- 二甲基甲酰胺、N, N- 二甲基乙酰胺、二甲基亚砜、N-甲基-2-吡咯烷酮、乙醇、异丙醇或其混合物。8.一种聚合物锂离子电池，包括权利要求1-3之一所述的凝胶聚合物电解质膜。全文摘要本专利技术公开一种。本专利技术的凝胶聚合物电解质膜中聚合物电解质膜的质量分数为30～70％。本专利技术利用溶液浇铸成膜的方法将含氟聚合物溶液制备成聚合物电解质膜，然后对聚合物电解质膜分别进行锂化和真空干燥处理，随后将聚合物电解质膜浸渍于电解液中，制得凝胶聚合物电解质膜。本专利技术提供的凝胶聚合物电解质膜有着很强的吸收液体能力和液体保持能力，由于聚合物电解质膜支链上已经存在锂离子，因此电池中只要加入少量的锂盐就能达到与液态电解质相当的电导率，降低了电池的制作成本。文档编号H01M10/0565GK102306831SQ20111023173公开日2012年1月4日 申请日期2011年8月12日 优先权日2011年8月12日专利技术者朱立华, 李磊, 牛淑娟, 蔡志军, 高建平 申请人:上海交通大学本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种用于锂离子二次电池的凝胶聚合物电解质膜，其特征在于，由聚合物电解质膜和电解液组成；其中聚合物电解质膜的质量分数为３０～７０％，以所述凝胶聚合物电解质膜的总质量计；其中聚合物电解质膜的化学结构式如式（Ｉ）所示：其中ｍ、ｎ分别为１～１００００的整数；且ｍ／（ｍ＋ｎ）＝５５％～９０％；其中ａ为０～３的整数，ｂ为０～１的整数，ｃ为０～１的整数，ｄ为０～３的整数，Ｒ为ＳＯ３Ｌｉ或ＣＯＯＬｉ；其中数均分子量为６万到３０万，离子交换容量为０．７５～１．６０ｍｍｏｌ／ｇ。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：李磊，蔡志军，牛淑娟，高建平，朱立华，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：31
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