本发明专利技术提供了一种聚甲基丙烯酸甲酯凝胶电解质膜的制备方法，其制备方法包括：取聚甲基丙烯酸甲酯，溶于8~10倍质量的有机溶剂中，按聚甲基丙烯酸甲酯：正硅酸乙酯的质量比为1∶0.5~0.8的比例，加入正硅酸乙酯以及酸溶液或碱溶液，加热至40~60℃，得到含有SiO2的浆料；将浆料涂布于基板上,室温放置10~120min后，用水浸泡清洗，在60~100℃下真空干燥24~48h,得到SiO2改性的聚甲基丙烯酸甲酯凝胶电解质膜。另外，本发明专利技术还提供了该凝胶电解质膜相应的聚甲基丙烯酸甲酯凝胶电解质及其制备方法，经SiO2改性后，聚甲基丙烯酸甲酯凝胶电解质具备较高的电导率，安全性好。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术提供了一种聚甲基丙烯酸甲酯凝胶电解质膜的制备方法，其制备方法包括：取聚甲基丙烯酸甲酯，溶于8~10倍质量的有机溶剂中，按聚甲基丙烯酸甲酯：正硅酸乙酯的质量比为1∶0.5~0.8的比例，加入正硅酸乙酯以及酸溶液或碱溶液，加热至40~60℃，得到含有SiO2的浆料；将浆料涂布于基板上,室温放置10~120min后，用水浸泡清洗，在60~100℃下真空干燥24~48h,得到SiO2改性的聚甲基丙烯酸甲酯凝胶电解质膜。另外，本专利技术还提供了该凝胶电解质膜相应的聚甲基丙烯酸甲酯凝胶电解质及其制备方法，经SiO2改性后，聚甲基丙烯酸甲酯凝胶电解质具备较高的电导率，安全性好。【专利说明】—种聚甲基丙烯酸甲酯凝胶电解质膜的制备方法及其电解质和制备方法
本专利技术涉及电化学领域，尤其涉及一种聚甲基丙烯酸甲酯凝胶电解质膜的制备方法，及其电解质和制备方法。
技术介绍
随着各种新能源的发展，便携式电子设备的小型化发展及电动汽车对大容量高功率化学电源的广泛需求。一种新型的具有高倍率充放电性能的电池材料的研发变得极其重要。然而，安全问题一直是制约大容量、高功率锂离子电池应用的瓶颈。其中，目前广泛使用的液态电解质产生的漏液、电解质氧化分解及热失控等引起的燃烧、爆炸等问题是电池的主要安全隐患。当前常规的液体电解质的优点是电导率高，但是由于含有易燃、易挥发的有机溶剂，其在充放电过程中释放出可燃气体，特别是在某些非常规工作条件下(如大功率充放电、过充过放等)产生大量热会加速气体的产生，导致电池内压增高，气体泄漏，甚至起火爆炸，因而存在严重的安全隐患。聚合物电解质锂离子电池因具有安全、无泄漏、漏电流小等优点而被研究者们所重视。由于固态聚合物电解质室温下电导率较低(10-5~10-4S/cm)，使用应用受到限制，因而凝胶聚合物电解质成为研究重点。
技术实现思路
鉴于此，本专利技术旨在提供一种聚甲基丙烯酸甲酯凝胶电解质膜的制备方法，及其相应电解质和制备方法。本专利技术提供的一种聚甲基丙烯酸甲酯凝胶电解质，经SiO2改性后，具备较高的电导率，安全性好。本专利技术提供的制备方法工艺流程简单，环境友好。第一方面，本专利技术提供了一种聚甲基丙烯酸甲酯凝胶电解质膜的制备方法，包括以下步骤:(I)取聚甲基丙烯酸甲酯，溶于8~10倍质量的有机溶剂中，按所述聚甲基丙烯酸甲酯:正硅酸乙酯的质量比为1: 0.5-0.8的比例，加入正硅酸乙酯以及酸溶液或碱溶液，加热至4(T60°C，得到含有SiO2的浆料；(2)将所述浆料涂布于基板上，室温放置l(Tl20min后，用水浸泡清洗，在60-100?下真空干燥24~48h，得到SiO2改性的聚甲基丙烯酸甲酯凝胶电解质膜。本专利技术步骤(I)为将聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)溶于有机溶剂中，加热使正硅酸乙酯在酸性或碱性条件下发生水解生成SiO2，从而得到含有SiO2的浆料的过程。优选地，所述聚甲基丙烯酸甲酯的质均分子量为3~30万。优选地，步骤(I)中有机溶剂为N-甲基吡咯烷酮、N，N-二甲基甲酰胺、乙腈或乙醇。优选地，酸溶液为质量分数为20-38%的盐酸；优选地,碱溶液为质量分数为25~28%的氨水。优选地，酸溶液以及碱溶液与聚甲基丙烯酸甲酯的质量比均为0.3、.7: I。其中，正硅酸乙酯在酸性或碱性条件下的水解反应分两步进行，反应式如下所示:第一步:C2H5-Si03H+H20=C2H50H+H2SiO3第二步:H2Si03=Si02+H20这种通过水解的方式掺入SiO2的方法，能有效避免直接混合加入SiO2粒子时，因团聚引起的分散不均的问题，提高凝胶电解质膜的稳定性。步骤(2)为将得到的浆料进行转移，制备SiO2改性的聚甲基丙烯酸甲酯凝胶电解质膜的过程。具体地，将浆料涂布于基板上，室温放置l(Tl20min使浆料变干成膜，然后，将其置于水槽中，通过水浸泡清洗除去所述有机溶剂，此时，随着有机溶剂的移出，膜结构中形成无数的微孔，最后，在6(TlO(rC下真空干燥24~48h，得到干燥好的SiO2改性的聚甲基丙烯酸甲酯凝胶电解质微孔膜。膜结构中大量微孔的存在有利于最终提高电解质的电导率。优选地，聚甲基丙烯酸甲酯凝胶电解质膜的厚度为55~70μπι。优选地，聚甲基丙烯酸甲酯凝胶电解质膜具有孔径为1.5-3.0 μ m的微孔结构。优选地，基板为玻璃板或聚四氟乙烯板。第二方面，本专利技术提供了一种聚甲基丙烯酸甲酯凝胶电解质的制备方法，包括以下步骤:(I)取聚甲基丙烯酸甲酯，溶于8~10倍质量的有机溶剂中，按所述聚甲基丙烯酸甲酯:正硅酸乙酯的质量比为1: 0.5^0.8的比例，加入正硅酸乙酯以及酸溶液或碱溶液，加热至4(T60°C，得到含有SiO2的浆料；(2)将所述浆料涂布于基板上，室温放置l(Tl20min后，用水浸泡清洗，在60-100?下真空干燥24~48h，得到SiO2改性的聚甲基丙烯酸甲酯凝胶电解质膜。(3)在充满惰性气体的手套箱中将所述聚甲基丙烯酸甲酯凝胶电解质膜浸于电解液中5飞Omin，即得到SiO2改性的的聚甲基丙烯酸甲酯凝胶电解质。本专利技术步骤(I)为将聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)溶于有机溶剂中，加热使正硅酸乙酯在酸性或碱性条件下发生水解生成SiO2，从而得到含有SiO2的浆料的过程。优选地，所述聚甲基丙烯酸甲酯的质均分子量为3~30万。优选地，步骤(I)中有机溶剂为N-甲基吡咯烷酮、N，N-二甲基甲酰胺、乙腈或乙醇。优选地，酸溶液为质量分数为20-38%的盐酸；优选地，碱溶液为质量分数为25~28%的氨水。优选地，酸溶液以及碱溶液与聚甲基丙烯酸甲酯的质量比均为0.3、.7: I。步骤(2)为将得到的浆料进行转移，制备SiO2改性的聚甲基丙烯酸甲酯凝胶电解质膜的过程。具体地，将浆料涂布于基板上，室温放置l(Tl20min使浆料变干成膜，然后，将其置于水槽中，通过水浸泡清洗除去所述有机溶剂，此时，随着有机溶剂的移出，膜结构中形成无数的微孔，最后，在6(TlO(rC下真空干燥24~48h，得到干燥好的SiO2改性的聚甲基丙烯酸甲酯凝胶电解质微孔膜。膜结构中大量微孔的存在有利于最终提高电解质的电导率。优选地，聚甲基丙烯酸甲酯凝胶电解质膜的厚度为55~70μπι。优选地，聚甲基丙烯酸甲酯凝胶电解质膜具有孔径为1.5-3.0 μ m的微孔结构。优选地，基板为玻璃板或聚四氟乙烯板。步骤(3)为将聚甲基丙烯酸甲酯凝胶电解质膜浸于电解液中5飞Omin，得到SiO2改性的的聚甲基丙烯酸甲酯凝胶电解质的过程。优选地，电解液由离子液体、锂盐和有机溶剂共同组成。优选地，离子液体为吡啶类离子液体；更优选地，离子液体为BF4、PF6, TFS1、 CF3SO3 或 FSI。优选地，锂盐为LiBF4、LiPF6、LiTFS1、CF3S03Li 或 LiFSI优选地，有机溶剂为PC和DMC的混合物，PC与DMC的质量比为f 6: 3。优选地，在电解液中，离子液体与有机溶剂的质量比为0.5~10: I。优选地，锂盐的摩尔浓度为0.3-1.0moI/Lο电解液盛装在充满惰性气体的手套箱中。优选地,惰性气体为氮气或氩气。第三方面，本专利技术提供了一种聚甲基丙烯酸甲酯凝胶电解质，该电解质由上述方法制备得到。本专利技术提供了一种聚甲基丙烯酸甲酯凝胶电本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种聚甲基丙烯酸甲酯凝胶电解质膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）取聚甲基丙烯酸甲酯，溶于8~10倍质量的有机溶剂中，按所述聚甲基丙烯酸甲酯：正硅酸乙酯的质量比为1∶0.5~0.8的比例，加入正硅酸乙酯以及酸溶液或碱溶液，加热至40~60℃，得到含有SiO2的浆料；（2）将所述浆料涂布于基板上,室温放置10min~120min后置于水槽中，再除去所述有机溶剂，在60~100℃下真空干燥24h~48h,得到SiO2改性的聚甲基丙烯酸甲酯凝胶电解质膜。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：周明杰，刘大喜，王要兵，
申请(专利权)人：海洋王照明科技股份有限公司，深圳市海洋王照明技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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