[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、双氰基胺锂/EC+DMC锂盐和金属氧化物；其中，双氰基胺锂与金属氧化物的摩尔比为1:0.001~1:0.05，PEO:双氰基胺锂:EC+DMC（表示EC与DMC的混合电解液）的质量比为1:0.8:5。

所述PEO基质凝胶聚合物电解质，其中，所述双氰基胺锂与金属氧化物的摩尔比为1:0.02~1:0.05。

所述PEO基质凝胶聚合物电解质，其中，所述双氰基胺锂/EC+DMC锂盐的摩尔浓度为1mol/L；且EC（碳酸乙酯）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，所述金属氧化物选自Al₂O₃、MgO或BaO。

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、按PEO:双氰基胺锂:EC+DMC为1:0.8:5的比例(质量比),称取PEO、双氰基胺锂/EC+DMC和纳米Al₂O₃,并溶于丙酮中,持续搅拌均匀，得到混合溶液；其中，双氰基胺锂与金属氧化物的摩尔比为1:0.001~1:0.05；

S2、将混合溶液浇铸在洁净的平板上，再在80℃、0.01MPa真空下干燥后，即得到所述PEO基凝胶聚合物电解质。

所述PEO基质凝胶聚合物电解质的制备方法，步骤S1中，所述双氰基胺锂与金属氧化物的摩尔比为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，所述双氰基胺锂/EC+DMC锂盐溶液的摩尔浓度为1mol/L；且EC（碳酸乙酯）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，所述金属氧化物选自Al₂O₃、MgO或BaO。

本发明提供的PEO基质凝胶聚合物电解质，其金属氧化物能够与双氰基胺盐类离子液体中的酸类杂质中的H⁺发生反应，避免酸腐蚀双层电容器的铝箔，能大大提高使用本发明做电解质的双层电容器的稳定性；且本发明属于PEO基凝胶聚合物电解质，其用于双层电容器后，无泄漏、安全性能好，且能大大提高使用含双氰基胺锂的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。

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；

图2为分别使用实施例1制得的PEO基质凝胶聚合物电解质与对比例1制得的PEO基质凝胶聚合物电解质的双电层电容器在不同循环次数下的比电容关系图；其中，横坐标为循环次数，纵坐标为比电容值（F/g）。

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、双氰基胺锂/EC+DMC锂盐和金属氧化物；其中，双氰基胺锂与金属氧化物的摩尔比为1:0.001~1:0.05，PEO:双氰基胺锂:EC+DMC（表示EC和DMC的混合电解液）的质量比为1:0.8:5，EC与DMC为混合电解液，起到增塑剂的作用，而金属氧化物则为添加剂。