本发明专利技术属于锂离子电池技术领域，尤其涉及一种用于锂离子电池的凝胶电解液的配方，包括以下组分：液态电解液100重量份；具有多元异氰酸酯的化合物1-20重量份；具有多元氨基或多元羟基的化合物0.1-10重量份；交联剂0.01-0.1重量份；催化剂0.001-0.01重量份；封端剂0.001-0.01重量份。相对于现有技术，本发明专利技术的单体之间发生缩聚反应，得到高分子凝胶骨架，将游离态的液态电解液固定在其中，提高了采用该凝胶电解液配方的锂离子电池的安全性能。而且，整个配方中不存在自由基引发剂，能有效提高采用该凝胶电解液配方的锂离子电池的电化学性能。此外，本发明专利技术还公开了一种采用该配方制备凝胶电解液的方法。?
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于锂离子电池
，尤其涉及一种用于锂离子电池的。
技术介绍
锂离子电池由于具有电压高、体积小、质量轻、能量密度高、无记忆效应、环保性良好和循环寿命长等优点，正逐步取代铅酸和N1-Cd等传统电池，获得了市场的主导地位。锂离子电池所用电解液一般分为液态电解液和聚合物凝胶电解液(简称“凝胶电解液”)两种。 其中，液态电解液具有较好的电化学性能，但普遍存在安全性较差的问题。解决这一问题的主要途径有设计安全性能更可靠的电芯结构、在电极膜片或者隔离膜上涂覆陶瓷层和发展聚合物凝胶电解液等。相比传统的液态电解液，凝胶电解液体系将游离态的溶剂分子固定在高分子凝胶骨架之中，不存在或较少存在游离态的溶剂，因而不容易产生漏液现象，大大降低了体系的燃烧性，因而具有良好的安全性。随着社会的发展，人们日益重视电池的安全性，凝胶电解液必将成为今后电解液发展的趋势，也将成为动力电池必须采纳的方向。近年来，人们投入了大量的精力来研制锂离子电池凝胶电解液，发展了多种制备凝胶电解液的方法，概括起来，主要有原位凝胶法和涂布热压法两种。原位凝胶法是将高分子单体溶解在液态电解液中，通过灌注的方式加入电芯，之后在电芯内部热聚合形成凝胶电解液。涂布热压法则是将高分子聚合物分散在液态电解液中，之后涂覆在电极膜片表面， 最后通过高温热压的方式使电芯形成凝胶电解液。其中，原位凝胶法是一种比较简单易行的方法，但是现有技术中的原位凝胶法普遍存在制备工艺严苛的缺点，而且由于其所采用的凝胶电解液的组成配方并不是十分恰当，因此导致了制备得到的凝胶电解液电化学性能较差和安全性能不佳等问题。 有鉴于此，确有必要提供一种制造工艺简单、电化学性能优良以及安全性优异的锂离子电池凝胶电解液及其制备方法。
技术实现思路
本专利技术的目的之一在于针对现有技术的不足，而提供一种电化学性能优良以及安全性优异的锂离子电池凝胶电解液，以克服现有技术中的锂离子电池凝胶电解液电化学性能较差和安全性能不佳的不足。为了达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案一种凝胶电解液的配方，包括液态电解液、聚合物单体、交联剂、催化剂和封端剂，所述聚合物单体包括具有多元异氰酸酯官能团的芳香族或脂肪族化合物，所述聚合物单体还包括具有多元氨基官能团的化合物或具有多元羟基官能团的化合物，并且上述各组成成分所占重量份依次为液态电解液100重量份；具有多元异氰酸酯官能团的芳香族或脂肪族化合物1-20重量份；具有多元氨基官能团的化合物或具有多元羟基官能团的化合物 0.1-10重量份；其中，液态电解液包括碳酸脂溶剂、添加剂以及锂盐三类组分。以上成分中，具有多元异氰酸酯官能团的芳香族或脂肪族化合物和具有多元氨基官能团的化合物或具有多元羟基官能团的化合物反应得到凝胶状的缩聚预聚体，催化剂有利于控制反应速度，使得凝胶电解液的成胶速度与电芯制造过程匹配。如果成胶速度过快， 可能的后果是电解液与电芯阴阳极极片的浸润不够充分。封端剂可以防止缩聚物在高温或者电化学作用下发生链段解聚，造成分子量降低。作为本专利技术凝胶电解液的配方的一种改进，所述具有多元异氰酸酯官能团的芳香族或脂肪族化合物包括甲苯二异氰酸酯(tdi)、异佛尔酮二异氰酸酯(iroi)、二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、六亚甲基二异氰酸酯、甲苯-2，4-二异氰酸酯以及二环己基甲烷二异氰酸酯(HMDI)、三苯基甲烷三异氰酸酯和多次甲基多苯基异氰酸酯(PAPI)中的至少一种。作为本专利技术凝胶电解液的配方的一种改进，所述具有多元氨基官能团的化合物包括脂肪族多胺和芳香族多胺中的至少一种。作为本专利技术凝胶电解液的配方的一种改进，所述具有多元氨基官能团的化合物为仲胺或伯胺。作为本专利技术凝胶电解液的配方的一种改进，所述具有多元羟基官能团的化合物包括乙二醇、丙二醇、丁二醇、1，2，6_己三醇、聚乙烯醇、葡萄糖、壳聚糖、淀粉、纤维素、多元酚、芳香族多元醇和聚乙二醇中的至少一种。作为本专利技术凝胶电解液的配方的一种改进，所述交联剂为如甘油、己三醇、淀粉、 纤维素、聚乙烯醇、壳聚糖和葡萄糖中的至少一种，交联剂的作用在于促进多分子单体形成凝胶。 作为本专利技术凝胶电解液的配方的一种改进，所述催化剂为三乙胺、三乙醇胺、二丁基醋酸锡、二月桂酸二丁基锡和异辛酸亚锡中的至少一种，催化剂的作用在于控制缩聚反应的反应速率。作为本专利技术凝胶电解液的配方的一种改进，所述封端剂包括甲醇、乙醇、乙胺、乙酰苯胺和亚硫酸氢钠中的至少一种。封端剂的作用在于控制分子量，提高凝胶电解液的稳定性。相对于现有技术，本专利技术的配方中多元异氰酸酯官能团与多元氨基官能团或多元羟基官能团之间在交联剂、催化剂和封端剂的共同作用下发生缩聚反应，得到分子量适宜的高分子凝胶骨架，将游离态的液态电解液固定在该高分子凝胶骨架中，减少体系中游离态的溶剂的量，从而大大降低了体系的燃烧性，提高了采用该凝胶电解液配方的锂离子电池的安全性能。而且，整个配方中不存在自由基引发剂，避免了活性引发剂对液态电解液中的添加剂的损害，并能有效改善引发剂引起的在凝胶电解液电池化成产气排放难及在反应中产生副产物残留在凝胶电解液影响电芯化学反应性能的问题，从而提高采用该凝胶电解液配方的锂离子电池的电化学性能。本专利技术的另一个目的在于提供一种使用本专利技术的配方制备凝胶电解液的方法，包交联剂催化剂封端剂O. 01-0.1重量份； O. 001-0. 01 重量份； O. 001-0. 01 重量份。括以下步骤步骤一，配制凝胶电解液前驱溶液将液态电解液、聚合物单体、交联剂、催化剂以及封端剂按重量份混合均匀，制得凝胶电解液的前驱溶液；步骤二，凝胶将步骤一得到的凝胶电解液前驱溶液灌注入待注液电芯中，封口后室温静置1-72小时后，或者在电芯化成完成后，将电芯置于60-120°C (优选为70-100°C)环境下，使凝胶电解液前驱溶液经电芯内的原位热聚合转化成凝胶电解液。作为本专利技术制备凝胶电解液的方法的一种改进，所述原位热聚合为一步聚合，聚合时间为1-1Oh0相对于现有技术，本专利技术通过将凝胶电解液前驱溶液以注液的方式加入锂离子电池中，经过充分的浸润后热聚合成凝胶电解液。凝胶形成方法简便易行，不影响电芯的正常制造工艺，具有良好的可操作性，易于大批量生产。而且该种凝胶电解液的聚合反应不需要自由基引发剂，避免了活性引发剂对液态电解液中的添加剂的损害，并能有效改善引发剂引起的在凝胶电解液电池化成产气排放难及在反应中产生副产物残留在凝胶电解液影响电芯化学反应性能的问题。此外，待电芯化成完后，使凝胶电解液前驱溶液经电芯内的原位热聚合转化成凝胶电解液，可以很好的避免在化成前形成凝胶导致电芯排气不畅的缺点， 因为化成工序必然产生一定量的气体，如果在化成后形成凝胶，可以顺利地除掉这些气体， 提闻电芯的界面性能。具体实施方式以下将结合具体实施例对本专利技术及其有益效果作进一步详细的描述，但本专利技术的具体实施方式并不限于此。 本专利技术提供了一种凝胶电解液的配方。实施例1本实施例提供的凝胶电解液的配方如下 液态电解液甲苯二异氰酸酯乙二醇交联剂己三醇催化剂二月桂酸二丁基锡封端剂甲醇其中，液态电解液的组成为碳酸脂溶剂为体积比依次为30 30 35的碳酸乙烯酯 (EC)、碳酸丙烯酯(PC)和碳酸二乙酯(DEC)，添加剂为碳酸亚乙烯酯(VC)，其本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种凝胶电解液的配方，包括液态电解液、聚合物单体、交联剂、催化剂和封端剂，其特征在于，所述聚合物单体包括具有多元异氰酸酯官能团的芳香族或脂肪族化合物，所述聚合物单体还包括具有多元氨基官能团的化合物或具有多元羟基官能团的化合物，并且上述各组成成分所占重量份依次为：液态电解液?????????????????????????????????????100重量份；具有多元异氰酸酯官能团的芳香族或脂肪族化合物???1?20重量份；具有多元氨基官能团的化合物或具有多元羟基官能团的化合物??0.1?10重量份；交联剂?????????????????????????????????????????0.01?0.1重量份；催化剂?????????????????????????????????????????0.001?0.01重量份；封端剂?????????????????????????????????????????0.001?0.01重量份。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：游从辉，修倩，江辉，方宏新，张柏清，
申请(专利权)人：东莞新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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