專利名稱：鋰離子電池凝膠型離子液體/聚合物電解質(zhì)及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種凝膠型離子液體/聚合物電解質(zhì)。
背景技術(shù)：
離子液體(又稱為室溫熔融鹽，簡(jiǎn)稱為RTIL)具有導(dǎo)電性好、蒸汽壓低、 無(wú)可燃性、熱容量大、電化學(xué)窗口寬和自放電少優(yōu)點(diǎn)，作為可替代揮發(fā)性有機(jī) 溶劑的新型綠色溶劑引起人們廣泛的關(guān)注，近年來(lái)，用作鋰離子電池電解質(zhì)在 消除鋰離子電池安全隱患方面也顯示了良好的前景。但凝膠型離子液體/聚合 物電解質(zhì)用于鋰離子電池的突出問(wèn)題是離子電導(dǎo)率低，通常達(dá)不到l(X3S，Cm" 數(shù)量級(jí)，并且離子液體與電極材料的相容性不好，電極材料在其中難以表現(xiàn)出 理想的嵌脫鋰性能和循環(huán)性能。特別是咪唑類離子液體，雖然其離子電導(dǎo)率較 高(個(gè)別可達(dá)1(^S，cm'1數(shù)量級(jí))、具有很高的熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性，但是金 屬鋰與其發(fā)生反應(yīng)，并且石墨負(fù)極材料在其中的首次充電過(guò)程中不會(huì)產(chǎn)生由于 電解質(zhì)組分的分解而形成的固體電解質(zhì)相界面膜(Solid Electrolyte Interface, SEI膜)，石墨負(fù)極表面不能被有效鈍化，有機(jī)陽(yáng)離子先于鋰離子嵌入，阻礙鋰 離子嵌層反應(yīng)的發(fā)生，使得石墨負(fù)極難以進(jìn)行有效的嵌脫鋰循環(huán)。目前咪唑類 離子液體與電極材料循環(huán)使用時(shí)間短。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了解決目前咪唑類離子液體與電極材料循環(huán)使用時(shí)間 短問(wèn)題。而提供了一種鋰離子電池凝膠型離子液體/聚合物電解質(zhì)及其制備方 法。
本發(fā)明中鋰離子電池凝膠型離子液體/聚合物電解質(zhì)由高分子聚合物、咪 唑類離子液體和鋰鹽制成，其中高分子聚合物與咪唑類離子液體的質(zhì)量比為 1: 1 2,咪唑類離子液體與鋰鹽的質(zhì)量比為0.01 6:1。本發(fā)明中鋰離子電池 凝膠型離子液體/聚合物電解質(zhì)的制備方法由下述步驟實(shí)現(xiàn)的 一、將高分子 聚合物溶入到有機(jī)溶劑中，在室溫下攪拌至溶液澄清；二、向步驟一得到的溶 液中加入咪唑類離子液體，攪拌至均勻；三、向步驟二得到的溶液中加入鋰鹽，攪拌至得到透明均一的凝膠液；四、將凝膠液倒入聚四氟乙烯模具中，再在 50"C 10(TC條件下真空干燥24 72h，然后脫去模具，即得到鋰離子電池凝 膠型離子液體/聚合物電解質(zhì)；其中步驟一中所述的高分子聚合物與有機(jī)溶劑 的質(zhì)量比為1:10 1:30，步驟二中的咪唑類離子液體與步驟一中的高分子聚合 物的質(zhì)量比為1 2: 1 ，步驟三中鋰鹽與咪唑類離子液體的質(zhì)量比為1: 0.01 6。 步驟一中所述的有機(jī)溶劑為N-甲基吡咯烷酮、乙腈、丙酮、N-甲基酰胺 或四氫呋喃。
上述的高分子聚合物為聚偏氟乙烯、聚(偏氟乙烯-六氟丙烯)、聚氧乙烯、 聚吡咯、甲基丙烯酸甲酯中的一種或其中兩種的混合。上述的咪唑類離子液體 為六氟磷酸l-甲基-3-乙基咪唑、高氯酸l-甲基-3-乙基咪唑、四氟硼酸1-甲基 -3-乙基咪唑或二(三氟甲基磺酰)亞胺l-甲基-3-乙基咪唑。上述的鋰鹽為六氟磷 酸鋰、四氟硼酸鋰、高氯酸鋰、二(三氟甲基磺酰)亞胺鋰中的一種或其中兩種 的混合。
本發(fā)明的電解質(zhì)的離子電導(dǎo)率高，高達(dá)2.99x1 (r3Sxm",熱穩(wěn)定性好及電 化學(xué)窗口寬闊，將其用于鋰離子電池的容量高，還可以在很大程度上消除液態(tài) 鋰離子電池的安全隱患，實(shí)現(xiàn)電池全固態(tài)結(jié)構(gòu)、殘留液體極少，封裝靈活的目 的。本發(fā)明的電解質(zhì)與鈦酸鋰負(fù)極相容性良好，用其制造的鋰離子電池在不同 倍率下循環(huán)性能穩(wěn)定(見(jiàn)圖4)，經(jīng)過(guò)20次循環(huán)后，比容量下降甚微，從而 增加了電池的循環(huán)使用壽命。本發(fā)明的電解質(zhì)是一種彈性自撐電解質(zhì)，其離子 液體蒸汽壓低，從而無(wú)可燃性，并且毒性小，無(wú)漏液，綠色環(huán)保，從而大大提 高了鋰離子電池的安全性能。本發(fā)明方法工藝簡(jiǎn)單、便于操作、成本低。


圖1是具體實(shí)施方式
二十三制得凝膠型離子液體/聚合物電解質(zhì)的DSC 測(cè)試曲線圖，圖中a表示離子液體與鋰鹽質(zhì)量比為2:1制得凝膠型離子液體/ 聚合物電解質(zhì)的DSC測(cè)試曲線，b表示離子液體與鋰鹽質(zhì)量比為1:1制得凝膠 型離子液體/聚合物電解質(zhì)的DSC測(cè)試曲線，c表示表示離子液體與鋰鹽質(zhì)量 比為0:1制得凝膠型離子液體/聚合物電解質(zhì)的DSC測(cè)試曲線。圖2是具體實(shí) 施方式二十三制得凝膠型離子液體/聚合物電解質(zhì)電導(dǎo)率與溫度的VTF關(guān)系 圖，圖中-i表示離子液體與鋰鹽質(zhì)量比為0:1制得凝膠型離子液體/聚合物電解質(zhì)電導(dǎo)率與溫度的VTF關(guān)系曲線，-*-表示離子液體與鋰鹽質(zhì)量比為1:1制 得凝膠型離子液體/聚合物電解質(zhì)電導(dǎo)率與溫度的VTF關(guān)系曲線，-血-表示離 子液體與鋰鹽質(zhì)量比為2:1制得凝膠型離子液體/聚合物電解質(zhì)電導(dǎo)率與溫度 的VTF關(guān)系曲線。圖3是具體實(shí)施方式
二十三中鈦酸鋰在室溫凝膠型離子液 體/聚合物電解質(zhì)中的恒電流充放電循環(huán)曲線圖，圖中-A-表示恒電流放電比容 量，-口-表示恒電流充電比容量，-*-表示庫(kù)侖效率。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明技術(shù)方案不局限于以下所列舉具體實(shí)施方式
，還包括各具體實(shí)施方 式間的任意組合。
具體實(shí)施方式
一本實(shí)施方式鋰離子電池凝膠型離子液體/聚合物電解質(zhì) 由高分子聚合物、咪唑類離子液體和鋰鹽制成，其中高分子聚合物與咪唑類離
子液體的質(zhì)量比為1: 1 2，咪唑類離子液體與鋰鹽的質(zhì)量比為0.01 6:1。
本發(fā)明的電解質(zhì)的離子電導(dǎo)率高，高達(dá)2.99x1 (^S，cm—1,熱穩(wěn)定性好及電 化學(xué)窗口寬闊，將其用于鋰離子電池的容量高，還可以在很大程度上消除液態(tài) 鋰離子電池的安全隱患，實(shí)現(xiàn)電池全固態(tài)結(jié)構(gòu)、殘留液體極少，封裝靈活的目 的。本發(fā)明的電解質(zhì)與鈦酸鋰負(fù)極相容性良好，用其制造的鋰離子電池安全性 好，且在不同倍率下循環(huán)性能穩(wěn)定，經(jīng)過(guò)多次循環(huán)測(cè)試，比容量下降甚微，從 而增加了電池的循環(huán)使用壽命。本發(fā)明的電解質(zhì)是一種彈性自撐電解質(zhì)，其離 子液體蒸汽壓低，從而無(wú)可燃性，并且毒性小，無(wú)漏液，綠色環(huán)保，從而大大 提高了電池的安全性能。
具體實(shí)施方式
二本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一不同的是高分子聚合物 與咪唑類離子液體的質(zhì)量比為1: 1.2 1.8。其它與具體實(shí)施方式
一相同。
具體實(shí)施方式
三本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一不同的是高分子聚合物 與咪唑類離子液體的質(zhì)量比為1: 1.5。其它與具體實(shí)施方式
一相同。
具體實(shí)施方式
四本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一不同的是咪唑類離子液 體與鋰鹽的質(zhì)量比為1 5:1。其它與具體實(shí)施方式
一相同。
具體實(shí)施方式
五本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一不同的是咪唑類離子液
體與鋰鹽的質(zhì)量比為2 4:1。其它與具體實(shí)施方式
一相同。
具體實(shí)施方式
六本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一不同的是咪唑類離子液
6體與鋰鹽的質(zhì)量比為3:1。其它與具體實(shí)施方式
一相同。
具體實(shí)施方式
七本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一、二、三、四、五或六不 同的是所述的高分子聚合物為聚偏氟乙烯(PVDF)、聚(偏氟乙烯-六氟丙 烯)(PVDF-HFP)、聚氧乙烯(PEO)、聚吡咯(Ppy)、甲基丙烯酸甲酯(PMMA)中 的一種或其中兩種的混合。其它與具體實(shí)施方式
一、二、三、四、五或六相同。
本實(shí)施方式中高分子聚合物為混合物時(shí)，各種高分子聚合物間按任意比混合。
具體實(shí)施方式
八本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一、二、三、四、五、六或
七不同的是所述的咪唑類離子液體為六氟磷酸l-甲基-3-乙基咪唑(EMIPF6)、 高氯酸l-甲基-3-乙基咪唑(EMIC104)、四氟硼酸l-甲基-3-乙基咪唑(EMIBF4) 或二(三氟甲基磺酰)亞胺l-甲基-3-乙基咪唑(EMITFSI)。其它與具體實(shí)施方式
一、二、三、四、五、六或七相同。
具體實(shí)施方式
九本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
八不同的是所述的鋰鹽為
六氟磷酸鋰(LiPF6)、四氟硼酸鋰(LiBF4)、高氯酸鋰(LiC104)、 二(三氟甲基磺酰) 亞胺鋰(LiTFSI)中的一種或其中兩種的混合。其它與具體實(shí)施方式
八相同。 本實(shí)施方式中鋰鹽為混合物時(shí)，各種鋰鹽間按任意比混合。
具體實(shí)施方式
十本實(shí)施方式鋰離子電池凝膠型離子液體/聚合物電解質(zhì)
的制備方法步驟如下 一、將高分子聚合物溶入到有機(jī)溶劑中，在室溫下攪拌 至溶液澄清；二、向步驟一得到的溶液中加入咪唑類離子液體，攪拌至均勻； 三、向步驟二得到的溶液中加入鋰鹽，攪拌至得到透明均一的凝膠液；四、將
凝膠液倒入聚四氟乙烯(PTFE)模具中，再在50。C 100。C條件下真空干燥 24~72h，然后脫去模具，即得到鋰離子電池凝膠型離子液體/聚合物電解質(zhì)； 其中步驟一中所述的高分子聚合物與有機(jī)溶劑的質(zhì)量比為1:5~30，步驟二中的 咪唑類離子液體與步驟一中的高分子聚合物的質(zhì)量比為1 2: 1，步驟三中鋰鹽 與咪唑類離子液體的質(zhì)量比為1:0.01 6。
具體實(shí)施方式
十一本實(shí)施方式與具體i施方式十不同的是步驟一中所 述的高分子聚合物與有機(jī)溶劑的質(zhì)量比為1:15 1:25。其它步驟及參數(shù)與具體 實(shí)施方式十相同。
具體實(shí)施方式
十二本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
十不同的是步驟一中所述的高分子聚合物與有機(jī)溶劑的質(zhì)量比為l:20。其它步驟及參數(shù)與具體實(shí)施方 式十相同。
具體實(shí)施方式
十三本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
十不同的是步驟二中的
咪唑類離子液體與步驟一中的高分子聚合物的質(zhì)量比為1.2-1.8: 1。其它步驟 及參數(shù)與具體實(shí)施方式
十相同。
具體實(shí)施方式
十四本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
十不同的是步驟二中的
咪唑類離子液體與步驟一中的高分子聚合物的質(zhì)量比為1.5: 1。其它步驟及參 數(shù)與具體實(shí)施方式
十相同。
具體實(shí)施方式
十五本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
十不同的是步驟三中鋰
鹽與咪唑類離子液體的質(zhì)量比為1: 1~5。其它步驟及參數(shù)與具體實(shí)施方式
十相同。
具體實(shí)施方式
十六本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
十不同的是步驟三中鋰
鹽與咪唑類離子液體的質(zhì)量比為1:2~4。其它步驟及參數(shù)與具體實(shí)施方式
十相 同。
具體實(shí)施方式
十七本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
十不同的是步驟三中鋰 鹽與咪唑類離子液體的質(zhì)量比為1: 3。其它步驟及參數(shù)與具體實(shí)施方式
十相同。
具體實(shí)施方式
十八本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
十不同的是步驟一中所 述的有機(jī)溶劑為N-甲基吡咯烷酮(NMP)、乙腈、丙酮、N-甲基酰胺或四氫呋 喃。其它步驟及參數(shù)與具體實(shí)施方式
十相同。
具體實(shí)施方式
十九本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
十或十一不同的是步驟 一中所述的高分子聚合物為聚偏氟乙烯(PVDF)、聚(偏氟乙烯-六氟丙 烯)(PVDF-HFP)、聚氧乙烯(PEO)、聚吡咯(Ppy)、甲基丙烯酸甲酯(PMMA)中 的一種或其中兩種的混合。其它步驟及參數(shù)與具體實(shí)施方式
十或十一相同。
本實(shí)施方式中高分子聚合物為混合物時(shí)，各種高分子聚合物間按任意比混合。
具體實(shí)施方式
二十本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
十九不同的是步驟二中 所述的咪唑類離子液體為六氟磷酸l-甲基-3-乙基咪唑(EMIPF6)、高氯酸1-甲 基-3-乙基咪唑(EMIC104)、四氟硼酸l-甲基-3-乙基咪唑(EMIBF4)或二(三氟甲基磺酰)亞胺l-甲基-3-乙基咪唑(EMITFSI)。其它步驟及參數(shù)與具體實(shí)施方式
十九相同。
具體實(shí)施方式
二十一本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
十、十八或二十不同的 是所述的鋰鹽為六氟磷酸鋰(LiPF6)、四氟硼酸鋰(LiBF4)、高氯酸鋰(LiC104)、 二(三氟甲基磺酰)亞胺鋰(LiTFSI)中的一種或其中兩種的混合。其它步驟及參 數(shù)與具體實(shí)施方式
十、十八或二十相同。
本實(shí)施方式中鋰鹽為混合物時(shí)，各種鋰鹽間按任意比混合。
具體實(shí)施方式
二十二本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
十、十八或二十不同的 是步驟五中在60'C 8(TC條件下真空干燥30 48h。其它步驟及參數(shù)與具體實(shí) 施方式十、十八或二十相同。
具體實(shí)施方式
二十三本實(shí)施方式鋰離子電池凝膠型離子液體/聚合物電 解質(zhì)由下述步驟實(shí)現(xiàn)的 一、將lgP(VDF-HFP)溶入到1(M5gNMP中，在室 溫下攪拌至溶液澄清；二、向步驟一得到的溶液中加入l 1.2gEMIPF6，攪拌 至均勻；三、向步驟二得到的溶液中加入l~0.5gLiPF6，攪拌至得到透明均一 的凝膠液；四、將凝膠液倒入聚四氟乙烯(PTFE)模具中，再在50。C 100。C 條件下真空干燥24~72h，然后脫去模具，即得到鋰離子電池凝膠型離子液體/ 聚合物電解質(zhì)；其中步驟一中所述的高分子聚合物與有機(jī)溶劑的質(zhì)量比為 1:10 1:30，步驟二中的咪唑類離子液體與步驟一中的高分子聚合物的質(zhì)量比為 1 2:1，步驟三中鋰鹽與咪唑類離子液體的質(zhì)量比為1:0.01~6。
采用下述方法制備的電解質(zhì)與本發(fā)明作對(duì)比，將lg P(VDF-HFP)溶入到 6gNMP中，在室溫下攪拌至溶液澄清；再加入lgLiPF6，攪拌至得到透明均一 的凝膠液；然后將凝膠液倒入聚四氟乙烯(PTFE)模具中，再在5(TC 100。C 條件下真空干燥24~72h，然后脫去模具，即得到鋰離子電池凝膠聚合物電解 質(zhì)。
將本實(shí)施方式制得電解質(zhì)均沖成直徑為15mm的電解質(zhì)膜圓片，于充滿氬 氣的手套箱中保存。按下述方法來(lái)組裝鋰離子電池來(lái)測(cè)試本實(shí)施方式制得電解 質(zhì)的性能。
(1) 0^5012極片的制備
將粘接劑PVDF混入溶劑NMP中，以1000 2000r/min的速轉(zhuǎn)攪拌均勻
9后，與負(fù)極材料Li4Ti5(^2和導(dǎo)電劑乙炔黑混合制漿，將漿料用手術(shù)刀片均勻
刮涂在表面平整的鋁箔集流體上，真空14(TC干燥12h，沖成直徑為14mm的 電極圓片，并經(jīng)lMPa壓制后，置于充滿氬氣的手套箱備用。
(2) 扣式電池的組裝工藝
使用上述0015012極片作研究電極，金屬鋰片作對(duì)電極， 中的室溫凝膠型離子液體/聚合物電解質(zhì)作為電池的電解質(zhì)，并于每片電 解質(zhì)圓片表面(與金屬鋰對(duì)電極接觸的表面)滴加0.22 2.0mL添加劑 (EC:DEC:DMC4:1:1，質(zhì)量比)，在充滿氬氣的手套箱中組裝2025扣式電池。 依照扣式電池制造的常用工藝，經(jīng)壓制封口后，對(duì)所得的電池進(jìn)行化成。
(3) 電池的化成與測(cè)試
電池的化成制度為使用O.lmA，cm'2的電流密度恒電流充、放電循環(huán)3 次，碳酸鋰極片的放電截至電壓為IV，充電截至電壓為3V，完成化成后，依 次使用0.5C、 1C、 2C、 5C的電流密度恒電流充放電20次，對(duì)電池進(jìn)行循環(huán) 性能測(cè)試。
從圖1中可看出，隨著離子液體含量的增加，室溫凝膠型離子液體/聚合 物電解質(zhì)的熱穩(wěn)定性變化不大，在DSC曲線中未見(jiàn)明顯的吸熱、放熱峰。在 不含有室溫離子液體時(shí)，凝膠聚合物電解質(zhì)的玻璃態(tài)轉(zhuǎn)化溫度為-69.57'C，加 入室溫離子液體后，玻璃態(tài)轉(zhuǎn)化溫度下降至-78.7'C左右，繼續(xù)增加室溫離子液 體的含量，其玻璃態(tài)轉(zhuǎn)化溫度變化極微。玻璃態(tài)轉(zhuǎn)化溫度降低則聚合物的結(jié)晶 度也降低。
在圖2中，加入室溫離子液體后，凝膠聚合物電解質(zhì)的電導(dǎo)率有所提高， 室溫下可達(dá)1(^S，cm"數(shù)量級(jí)，滿足鋰離子電池的使用要求。經(jīng)計(jì)算擬合驗(yàn)證， 室溫凝膠型離子液體/聚合物電解質(zhì)的電導(dǎo)率與溫度的關(guān)系復(fù)合 Vogel-Tammann國(guó)Fulcher(VTF)方程(a = AT_1/2exp[-B/(T—T0)])。
從圖3可見(jiàn)，在0.5C的充放電制度下，首次充電比容量達(dá)到123mAh/g， 庫(kù)倫效率達(dá)到99.8%，經(jīng)過(guò)20次循環(huán)后，比容量下降甚微；在1C的充放電制 度下，首次充電比容量達(dá)到108mAh/g，庫(kù)倫效率達(dá)到99.8%，經(jīng)過(guò)20次循環(huán) 后，比容量下降甚微;在2C的充放電制度下，首次充電比容量下降到96mAh/g, 庫(kù)倫效率達(dá)到99.8%，經(jīng)過(guò)20次循環(huán)后，比容量下降甚微；在2C的充放電制度下，首次充電比容量下降至77mAh/g，庫(kù)倫效率達(dá)到99.6%，經(jīng)過(guò)20次循 環(huán)后，比容量下降甚微，從而增加了電池的循環(huán)使用壽命。
具體實(shí)施方式
二十四本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
二十三不同的是..步驟 二中NMP的用量為12g， EMIPF6的用量為2g。其它步驟及參數(shù)與具體實(shí)施方 式二十三相同。
具體實(shí)施方式
二十五本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
二十三不同的是步驟 一中將lg PVDF溶入到12g丙酮中，步驟二中加入2g EMITFSI和2g EMIPF6， 步驟三中加入lgLiTFSI。其它步驟及參數(shù)與具體實(shí)施方式
二十三相同。
具體實(shí)施方式
二十六本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
二十五不同的是步驟
一中將lgPMMA溶入到12g四氫呋喃中。其它步驟及參數(shù)與具體實(shí)施方式
二 十五相同。
具體實(shí)施方式
二十七本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
二十五不同的是步驟
一中將lg PPy溶入到12g乙腈中。其它步驟及參數(shù)與具體實(shí)施方式
二十五相 同。
權(quán)利要求
1、鋰離子電池凝膠型離子液體/聚合物電解質(zhì)，其特征在于鋰離子電池凝膠型離子液體/聚合物電解質(zhì)由高分子聚合物、咪唑類離子液體和鋰鹽制成，其中高分子聚合物與咪唑類離子液體的質(zhì)量比為1∶1～2，咪唑類離子液體與鋰鹽的質(zhì)量比為0.01～6∶1。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的鋰離子電池凝膠型離子液體/聚合物電解質(zhì)，其 特征在于所述的高分子聚合物為聚偏氟乙烯、聚(偏氟乙烯-六氟丙烯)、聚氧乙 烯、聚吡咯、甲基丙烯酸甲酯中的一種或其中兩種的混合。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鋰離子電池凝膠型離子液體/聚合物電解質(zhì)， 其特征在于所述的咪唑類離子液體為六氟磷酸l-甲基-3-乙基咪唑、高氯酸1-甲基-3-乙基咪唑、四氟硼酸l-甲基-3-乙基咪唑或二(三氟甲基磺酰)亞胺1-甲 基-3-乙基咪唑。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的鋰離子電池凝膠型離子液體/聚合物電解質(zhì)，其 特征在于所述的鋰鹽為六氟磷酸鋰、四氟硼酸鋰、高氯酸鋰、二(三氟甲基磺 酰)亞胺鋰中的 一種或其中兩種的混合。
5、 如權(quán)利要求1所述的鋰離子電池凝膠型離子液體/聚合物電解質(zhì)的制備 方法，其特征在于鋰離子電池凝膠型離子液體/聚合物電解質(zhì)的制備方法由下 述步驟實(shí)現(xiàn)的 一、將高分子聚合物溶入到有機(jī)溶劑中，在室溫下攪拌至溶液 澄清；二、向步驟一得到的溶液中加入咪唑類離子液體，攪拌至均勻；三、向 步驟二得到的溶液中加入鋰鹽，攪拌至得到透明均一的凝膠液；四、將凝膠液 倒入聚四氟乙烯模具中，再在5(TC 10(TC條件下真空干燥24 72h，然后脫去 模具，即得到鋰離子電池凝膠型離子液體/聚合物電解質(zhì)；其中步驟一中所述 的高分子聚合物與有機(jī)溶劑的質(zhì)量比為1:5 30，步驟二中的咪唑類離子液體與 步驟一中的高分子聚合物的質(zhì)量比為1~2: 1，步驟三中鋰鹽與咪唑類離子液體 的質(zhì)量比為1:0.01~6。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的鋰離子電池凝膠型離子液體/聚合物電解質(zhì)的制 備方法，其特征在于步驟一中所述的有機(jī)溶劑為N-甲基吡咯烷酮、乙腈、丙 酮、N-甲基酰胺或四氫呋喃。
7、 根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的鋰離子電池凝膠型離子液體/聚合物電解質(zhì)的制備方法，其特征在于步驟一中所述的高分子聚合物為聚偏氟乙烯、聚(偏 氟乙烯-六氟丙烯)、聚氧乙烯、聚吡咯、甲基丙烯酸甲酯中的一種或其中兩種 的混合。
8、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的鋰離子電池凝膠型離子液體/聚合物電解質(zhì)的制 備方法，其特征在于步驟二中所述的咪唑類離子液體為六氟磷酸l-甲基-3-乙 基咪唑、高氯酸l-甲基-3-乙基咪唑、六氟磷酸l-甲基-3-乙基咪唑、四氟硼酸 l-甲基-3-乙基咪唑或二(三氟甲基磺酰)亞胺l-甲基-3-乙基咪唑。
9、 根據(jù)權(quán)利要求5、 6或8所述的鋰離子電池凝膠型離子液體/聚合物電 解質(zhì)的制備方法，其特征在于步驟三中所述的鋰鹽為六氟磷酸鋰、四氟硼酸鋰、 高氯酸鋰、二(三氟甲基磺酰)亞胺鋰中的一種或其中兩種的混合。
10、 根據(jù)權(quán)利要求5、 6或8所述的鋰離子電池凝膠型離子液體/聚合物電 解質(zhì)的制備方法，其特征在于步驟五中在60'C 8(TC條件下真空干燥24 48h。
全文摘要
鋰離子電池凝膠型離子液體/聚合物電解質(zhì)及其制備方法，它涉及一種凝膠型離子液體/聚合物電解質(zhì)及其制備方法。本發(fā)明解決了目前咪唑類離子液體與電極材料循環(huán)使用時(shí)間短問(wèn)題。本發(fā)明的電解質(zhì)由高分子聚合物、咪唑類離子液體和鋰鹽制成。本發(fā)明的方法如下一、將高分子聚合物溶入有機(jī)溶劑中；二、加入咪唑類離子液體，攪拌至均勻；三、加入鋰鹽得到凝膠液；四、將凝膠液倒入模具中，真空干燥，脫模后即可。本發(fā)明的電解質(zhì)與鈦酸鋰負(fù)極相容性良好；本發(fā)明的電解質(zhì)制作的鋰離子電池安全性好，且在不同倍率下循環(huán)性能穩(wěn)定，因而循環(huán)使用時(shí)間長(zhǎng)。本發(fā)明方法工藝簡(jiǎn)單、便于操作、成本低。
文檔編號(hào)C08K5/3445GK101440188SQ20081020984
公開(kāi)日2009年5月27日 申請(qǐng)日期2008年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月30日
發(fā)明者安茂忠, 崔聞?dòng)? 楊培霞 申請(qǐng)人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)