凝胶聚合物电解质及其制备方法、锂离子电池技术

本发明专利技术公开了一种凝胶聚合物电解质，包括聚偏氟乙烯-六氟丙烯薄膜和吸附在所述聚偏氟乙烯-六氟丙烯薄膜上的电解液；所述电解液为浓度为0.5mol/L~2.0mol/L的锂盐溶液，所述电解液的溶剂为体积比为1~2:4~7:0.1~0.5的碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯和碳酸亚乙烯酯的混合液。这种凝胶聚合物电解质应用于锂离子电池时，由于锂离子电池内部采用了聚偏氟乙烯-六氟丙烯薄膜，不易流动，不会发生漏液现象，也不会因为液体沸腾产生大量气体而爆炸，和传统的锂离子电池相比，这种采用了凝胶聚合物电解质制备的锂离子电池，使用更加安全。本发明专利技术还提供一种上述凝胶聚合物电解质的制备方法，以及使用该凝胶聚合物电解质的锂离子电池。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种凝胶聚合物电解质，包括聚偏氟乙烯-六氟丙烯薄膜和吸附在所述聚偏氟乙烯-六氟丙烯薄膜上的电解液；所述电解液为浓度为0.5mol/L~2.0mol/L的锂盐溶液，所述电解液的溶剂为体积比为1~2:4~7:0.1~0.5的碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯和碳酸亚乙烯酯的混合液。这种凝胶聚合物电解质应用于锂离子电池时，由于锂离子电池内部采用了聚偏氟乙烯-六氟丙烯薄膜，不易流动，不会发生漏液现象，也不会因为液体沸腾产生大量气体而爆炸，和传统的锂离子电池相比，这种采用了凝胶聚合物电解质制备的锂离子电池，使用更加安全。本专利技术还提供一种上述凝胶聚合物电解质的制备方法，以及使用该凝胶聚合物电解质的锂离子电池。【专利说明】凝胶聚合物电解质及其制备方法、锂离子电池
本专利技术涉及新材料领域，特别是涉及一种凝胶聚合物电解质及其制备方法，以及使用该凝胶聚合物电解质的锂离子电池。
技术介绍
锂离子电池具有工作电压高、体积小、绿色无污染、能够循环使用和使用寿命长等优点。在手机、数码相机等各个领域有广泛的应用。传统的锂离子电池一般使用电导率高的液态电解质。然而，使用液态电解质的锂离子电池具有的漏液、电解质氧化分解等安全隐患。同时，由于含有易燃、易挥发的液态有机溶剂，锂离子电池在充放电过程中有机溶剂沸腾，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)会产生大量热，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。
技术实现思路
基于此，有必要提供一种使用安全的凝胶聚合物电解质及其制备方法，以及使用该凝胶聚合物电解质的锂离子电池。一种凝胶聚合物电解质，包括含有相互贯通空隙的聚偏氟乙烯-六氟丙烯薄膜和吸附在所述聚偏氟乙烯-六氟丙烯薄膜上的电解液；所述电解液为浓度为0.5mol/L~2.0mol/L的锂盐溶液，所述电解液的溶剂为体积比为1-2:4-7:0.1-0.5的碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯和碳酸亚乙烯酯的混合液。在一个实施例中，所述聚偏氟乙烯-六氟丙烯薄膜和所述电解液的质量比为100:60^100:30ο在一个实施例中，所述聚偏氟乙烯-六氟丙烯薄膜的贯通空隙的孔隙率为409^70%。在一个实施例中，所述聚偏氟乙烯-六氟丙烯薄膜的厚度为30 μ m-150μ m。在一个实施例中，所述锂盐为三氟甲磺酰亚胺锂、六氟磷酸锂、四氟硼酸锂或三氟甲磺酸锂。一种凝胶聚合物电解质的制备方法，包括以下步骤:在保护气体氛围下，按照lg:1mLlmL的比例将聚偏氟乙烯-六氟丙烯和甲基吡咯烷酮混匀，然后超声处理，得到粘稠的浆料；提供衬底，采用丝网印刷法将所述粘稠的浆料印刷在所述衬底上，真空干燥后得到含有相互贯通空隙的聚偏氟乙烯-六氟丙烯薄膜；在所述保护气体氛围下，将所述聚偏氟乙烯-六氟丙烯薄膜浸泡在电解液中，使所述电解液吸附在所述聚偏氟乙烯-六氟丙烯薄膜上，得到凝胶聚合物电解质；所述电解液为浓度为0.5mol/L"2.0mol/L的锂盐溶液，所述电解液的溶剂为体积比为1-2:Ο:0.1-0.5的碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯和碳酸亚乙烯酯的混合液。在一个实施例中，所述丝网印刷法中采用200目丝网，丝网印刷法中采用的刷子在印刷时的角度为45°。在一个实施例中，所述真空干燥的温度为60°C ~100°C。在一个实施例中，所述聚偏氟乙烯-六氟丙烯薄膜在电解液中的浸泡时间为5min~60mino一种锂离子电池，包括电池壳体、正极、负极和凝胶聚合物电解质；所述正极、负极和凝胶聚合物电解质位于所述电池壳体内，所述凝胶聚合物电解质位于所述正极和负极之间；所述凝胶聚合物电解质包括聚偏氟乙烯-六氟丙烯薄膜和吸附在所述聚偏氟乙烯-六氟丙烯薄膜上的电解液；所述电解液为浓度为0.5mol/L~2.0mol/L的锂盐溶液，所述电解液的溶剂为体积比为1~ 2:4~7:0.1~0.5的碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯和碳酸亚乙烯酯的混合液。上述凝胶聚合物电解质应用于锂离子电池时，由于锂离子电池内部采用了聚偏氟乙烯-六氟丙烯薄膜，不易流动，不会发生漏液现象，也不会因为液体沸腾产生大量气体而爆炸，和传统的锂离子电池相比，这种采用了凝胶聚合物电解质制备的锂离子电池，使用更加安全。【专利附图】【附图说明】图1为一实施方式的凝胶聚合物电解质的制备方法的流程图。【具体实施方式】为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本专利技术的【具体实施方式】做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本专利技术。但是本专利技术能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本专利技术内涵的情况下做类似改进，因此本专利技术不受下面公开的具体实施的限制。一实施方式的凝胶聚合物电解质，包括含有相互贯通空隙的聚偏氟乙烯-六氟丙烯(P(VDF-HFP))薄膜和吸附在聚偏氟乙烯-六氟丙烯薄膜上的电解液。电解液为浓度为0.5mol/L~2.0mol/L的锂盐溶液，电解液的溶剂为体积比为1~2:Ο:0.1~0.5的碳酸乙烯酯(EC)、碳酸丙烯酯(PC)和碳酸亚乙烯酯(VC)的混合液。聚偏氟乙烯-六氟丙烯薄膜和电解液的质量比为100:6(Tl00:30。锂盐可以为三氟甲磺酰亚胺锂(LiTFSI)、六氟磷酸锂(LiPF6)、四氟硼酸锂(LiBF4)和三氟甲磺酸锂(LiSO3CF3)中的至少一种。锂盐能够在凝胶聚合物电解质中起电荷传输的作用，使凝胶聚合物电解质具有更好的充放电性能。电解液的溶剂为体积比为1~2:4~7:0.1~0.5的碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯和碳酸亚乙烯酯的混合液，有利于提高凝胶聚合物电解质的导电率，并且使含有这种电解液的凝胶聚合物电解质应用于锂离子电池时，使锂离子电池具有更好的比电容。聚偏氟乙烯-六氟丙烯薄膜的贯通空隙的孔隙率为40%~70%。聚偏氟乙烯-六氟丙烯薄膜的机械强度1.5~6.0Mpa0聚偏氟乙烯-六氟丙烯薄膜的厚度可以为30 μ m~150 μ m，可以根据需要制备合适的厚度。上述凝胶聚合物电解质应用于锂离子电池时，由于锂离子电池内部采用了聚偏氟乙烯-六氟丙烯薄膜，不易流动，不会发生漏液现象，也不会因为液体沸腾产生大量气体而爆炸。和传统的锂离子电池相比，采用这种凝胶聚合物电解质制备的锂离子电池，使用更加安全。如图1所示的上述凝胶聚合物电解质的制备方法，包括以下步骤:S10、在保护气体氛围下，按照lg:1mLlmL的比例将聚偏氟乙烯-六氟丙烯和甲基吡咯烷酮混匀，然后超声处理，得到粘稠的浆料。保护气体可以是氮气、氦气或者氩气。将聚偏氟乙烯-六氟丙烯和甲基吡咯烷酮(NMP)在烧杯中混合，然后搅拌lhlh，使聚偏氟乙烯-六氟丙烯和甲基吡咯烷酮混合均匀。超声处理可以在超声波清洗机中进行，超声处理的时间可以为10mirT60min，超声处理能够进一步地将聚偏氟乙烯-六氟丙烯和甲基吡咯烷酮混合均匀。S20、提供衬底，采用丝网印刷法将粘稠的浆料印刷在衬底上，真空干燥后得到含有相互贯通空隙的聚偏氟乙烯-六氟丙烯薄膜。衬底可以为不锈钢衬底。丝网印刷法采用的设备为丝网印刷机，丝网印刷机采用的丝网可以为200目丝网，丝网的面积可以为S=245mmX 390mm。在实际应用中，还可以根据需要灵活的选择其他尺寸的丝网。采用丝本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种凝胶聚合物电解质，其特征在于，包括含有相互贯通空隙的聚偏氟乙烯‑六氟丙烯薄膜和吸附在所述聚偏氟乙烯‑六氟丙烯薄膜上的电解液；所述电解液为浓度为0.5mol/L~2.0mol/L的锂盐溶液，所述电解液的溶剂为体积比为1~2:4~7:0.1~0.5的碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯和碳酸亚乙烯酯的混合液。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：周明杰，刘大喜，袁新生，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， 深圳市海洋王照明工程有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44