[发明专利]一种PEO基质凝胶聚合物电解质及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及电解质领域，尤其涉及一种PEO基质凝胶聚合物电解质及其制备方法。

背景技术

安全问题是制约大容量、高功率锂离子电池应用的瓶颈。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、爆炸是电池的主要安全隐患。凝胶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。并且凝胶聚合物电解质是一种新型的功能高分子材料,可同时作为隔膜和电解质材料,可使电池薄形化,从而提高电池造型设计的灵活性。

PEO具有固态电解质的易加工，热塑性好等优点，适合做电解质基质材料，

三氟乙酸锂(LiCF₃CO₂）因为原料成本低，且与有机聚合物的相容性好，是比较具有开发前景的用于凝胶电解质的锂盐之一，然而，含三氟乙酸锂的PEO基凝胶聚合物电解质在制备的过程中不可避免的会含有杂质（水），在电化学循环过程中，水将参与电极反应生成酸，从而腐蚀双电层电容器的铝箔，导致使用含LiCF₃CO₂的PEO基凝胶聚合物电解质作电解质的双电层电容器的稳定性降低。

发明内容

基于上述问题，本发明所要解决的问题在于提供一种PEO基质凝胶聚合物电解质

本发明的技术方案如下：

一种PEO基质凝胶聚合物电解质，包括PEO基质、LiBF₄/PC+DMC锂盐和钛酸盐；其中，LiBF₄与钛酸盐的摩尔比为1:0.001~1:0.05。

所述PEO基质凝胶聚合物电解质，其中，所述LiBF₄与钛酸盐的摩尔比为1:0.02~1:0.05。

所述PEO基质凝胶聚合物电解质，其中，所述LiBF₄/PC+DMC锂盐的摩尔浓度为1mol/L；且PC（碳酸丙酯）与DMC（碳酸二甲酯）的体积比为1:2。

所述PEO基质凝胶聚合物电解质，其中，所述钛酸盐选自钛酸钡或钛酸铜。

本发明还提供一种PEO基质凝胶聚合物电解质的制备方法，包括如下步骤：

S1、将钛酸盐加入LiBF₄/PC+DMC锂盐溶液中，超声分散，形成混合溶液；其中，LiBF₄与钛酸盐的摩尔比为1:0.001~1:0.05；

S2、将干燥好的PEO微孔膜浸入上述混合溶液中，5~60min后将其取出，即得到PEO基质凝胶聚合物电解质。

所述PEO基质凝胶聚合物电解质的制备方法，步骤S1中，所述LiBF₄与钛酸盐的摩尔比为1:0.02~1:0.05。

所述PEO基质凝胶聚合物电解质的制备方法，步骤S1中，步骤S1中，所述LiBF₄/PC+DMC锂盐溶液的摩尔浓度为1mol/L；且PC（碳酸丙酯）与DMC（碳酸二甲酯）的体积比为1:2。

所述PEO基质凝胶聚合物电解质的制备方法，步骤S1中，步骤S1中，所述钛酸盐选自钛酸钡或钛酸铜。

本发明提供的PEO基质凝胶聚合物电解质，其钛酸盐能吸附BF4^-（四氟膦酸阴离子）形成配合物，从而使LiBF4的离解度增加，锂离子的迁移数增加，从而大幅度提高其电导率；且本发明属于PEO基凝胶聚合物电解质，其用于锂离子电池后，无泄漏、安全性能好，且能大大提高PEO基凝胶聚合物电解质的电导率。

附图说明

图1为本发明PEO基质凝胶聚合物电解质的制备工艺流程图。

具体实施方式

本发明提供的PEO基质凝胶聚合物电解质，包括PEO基质、LiBF₄/PC+DMC锂盐和钛酸盐；其中，LiBF₄与钛酸盐的摩尔比为1:0.001~1:0.05，PC与DMC为混合电解液，起到增塑剂的作用，而钛酸盐则为添加剂。PEO基质凝胶聚合物电解质中，PEO基质、LiBF₄和PC+DMC（表示PC与DMC的混合电解液）的用量为三者之间能形溶胶的一个质量比例，即PC+DMC混合电解液的体积数可以与PEO基质和LiPF₄的质量数形成溶胶，在这一前提条件下，三者之间的质量比可以任意组合。

所述PEO基质凝胶聚合物电解质，其中，所述LiBF₄与钛酸盐的摩尔比为1:0.02~1:0.05。