亲水性聚四氟乙烯微孔膜支撑的交联凝胶聚合物电解质膜制造技术

本发明专利技术公开了一种亲水性聚四氟乙烯微孔膜支撑的交联凝胶聚合物电解质膜。制备时先合成带有双键的聚乙二醇单甲醚和甲基丙烯酸缩水甘油酯嵌段共聚物，并在其中加入乙二醇二甲基丙烯酸酯、热引发剂及含有锂盐的有机电解液，搅拌形成均匀的前驱体溶液；将亲水性聚四氟乙烯微孔膜浸入前驱体溶液中，充分吸收所述前驱体溶液后取出，交联凝胶化后即得所述交联凝胶聚合物电解质膜。本发明专利技术制备工艺简单，适合工业化生产，制得的交联凝胶聚合物电解质膜体系既有好的力学性能，又有好的电化学性能，其室温离子电导率高达1.30×10-3S·cm-1，电化学稳定窗口可达4.5V；用该交联凝胶聚合物电解质膜组装成的磷酸铁锂/金属锂的电池在25℃和70℃下都具有良好的循环性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及凝胶聚合物电解质领域，具体涉及一种亲水性聚四氟乙烯微孔膜支撑的交联凝胶聚合物电解质膜。
技术介绍
用于锂电池的凝胶聚合物电解质具有双重功能:既可以传导锂离子，同时可以充当隔膜将电池正负极隔开。凝胶聚合物电解质的室温电导率一般达到10_4 10_3S -cm-1水平，电化学稳定窗口 > 4.5V，满足实际使用要求。一般凝胶聚合物电解质基体材料包括 聚环氧乙烷(PEO)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚丙烯腈(PAN)、聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物(PVDF-HFP)等。传统的凝胶聚合物电解质的制备方法是在充有氩气的手套箱中进行:通过液体电解质与聚合物混合溶解于挥发性有机溶剂中，待挥发溶剂后得到。这样的制备方法及所用材料必须在充有氩气的手套箱中进行，不适应在工业上大规模生产；另外聚合物基体吸附液态电解液后溶胀，会导致凝胶聚合物电解质的力学性能下降。目前成熟的液体电解质锂电池主要采用商业化的PE、PP等聚烯烃微孔膜，它们的电化学稳定性较好，虽然性能达到一定要求，但是仍然存在一定缺陷，PE、PP等材料结晶度高、极性小、孔隙率较低，对液态电解液亲和能力差，吸附的液态电解液本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种亲水性聚四氟乙烯微孔膜支撑的交联凝胶聚合物电解质膜，其特征在于，所述交联凝胶聚合物电解质膜可由如下步骤制备而得：A、以聚乙二醇单甲醚和甲基丙烯酸缩水甘油酯为反应单体，以二氯甲烷为溶剂，以三氟化硼乙醚为催化剂，在惰性气体保护和冰浴条件下引发阳离子开环聚合反应，得可交联聚乙二醇单甲醚和甲基丙烯酸缩水甘油酯嵌段共聚物；B、将所述可交联聚乙二醇单甲醚和甲基丙烯酸缩水甘油酯嵌段共聚物与乙二醇二甲基丙烯酸酯、热引发剂混合形成预交联混合物，将所述预交联混合物溶于含有锂盐的非质子有机电解液，形成前驱体溶液I；或将所述预交联混合物溶于四氢呋喃中，形成前驱体溶液II；C、将亲水性聚四氟乙烯微孔膜浸入所述前驱体...

【技术特征摘要】
1.一种亲水性聚四氟乙烯微孔膜支撑的交联凝胶聚合物电解质膜，其特征在于，所述交联凝胶聚合物电解质膜可由如下步骤制备而得: A、以聚乙二醇单甲醚和甲基丙烯酸缩水甘油酯为反应单体，以二氯甲烷为溶剂，以三氟化硼乙醚为催化剂，在惰性气体保护和冰浴条件下引发阳离子开环聚合反应，得可交联聚乙二醇单甲醚和甲基丙烯酸缩水甘油酯嵌段共聚物； B、将所述可交联聚乙二醇单甲醚和甲基丙烯酸缩水甘油酯嵌段共聚物与乙二醇二甲基丙烯酸酯、热引发剂混合形成预交联混合物，将所述预交联混合物溶于含有锂盐的非质子有机电解液，形成前驱体溶液I ;或将所述预交联混合物溶于四氢呋喃中，形成前驱体溶液II ; C、将亲水性聚四氟乙烯微孔膜浸入所述前驱体溶液I，充分吸收所述前驱体溶液I后取出，真空恒温热交联凝胶化，即得所述交联凝胶聚合物电解质膜； 或是将亲水性聚四氟乙烯微孔膜浸入所述前驱体溶液II，充分吸收所述前驱体溶液II后取出，真空恒温热交联凝胶化，得初级交联凝胶聚合物电解质膜；将所述初级交联凝胶聚合物电解质膜浸入所述含有锂盐的非质子有机电解液8 12h，取出，即得所述交联凝胶聚合物电解质膜。2.如权利要求1所述的亲水性聚四氟乙烯微孔膜支撑的交联凝胶聚合物电解质膜，其特征在于，步骤A中，所述聚乙二醇单 甲醚、甲基丙烯酸缩水甘油酯和三氟化硼乙醚的摩尔比为(3 6): (20 40): (3 6)。3.如权利要求2所述的亲水性聚四氟乙烯微孔膜支撑的交联凝胶聚合物电解质膜，其特征在于，所述聚乙二醇单甲醚的数均分子量为350、500、750、1000、2000或5000Da。4.如权利要求1所述的亲水性聚四氟乙烯微孔膜支撑的交联凝胶聚合物电解质膜，其特征在于，步骤A中，所述冰浴温度为-10 -15...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨军，卢青文，房建华，王久林，努丽燕娜，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：