[发明专利]聚氧化乙烯基凝胶聚合物电解质及其制备方法、锂离子电池

说明书

技术领域

本发明涉及新材料领域，特别是涉及一种聚氧化乙烯基凝胶聚合物电解质及其制备方法，以及使用该聚氧化乙烯基凝胶聚合物电解质的锂离子电池。

背景技术

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。

发明内容

基于此，有必要提供一种使用安全的聚氧化乙烯基凝胶聚合物电解质及其制备方法，以及使用该聚氧化乙烯基凝胶聚合物电解质的锂离子电池。

一种聚氧化乙烯基凝胶聚合物电解质，包括的贯通空隙的聚氧化乙烯薄膜和吸附在所述聚氧化乙烯薄膜上的电解液；

所述电解液为浓度为0.5mol/L~1.5mol/L的锂盐溶液，所述电解液的溶剂为体积比为1~2:1~2:2~6的碳酸丙烯酯、碳酸乙烯酯和碳酸甲乙酯的混合液。

在一个实施例中，所述聚氧化乙烯薄膜的贯通空隙的孔隙率为40%~70%。

在一个实施例中，所述聚氧化乙烯薄膜的厚度为30μm~150μm。

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。

一种聚氧化乙烯基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1g:1mL~3mL的比例将聚氧化乙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，真空干燥后得到聚氧化乙烯薄膜；

在所述保护气体氛围下，将所述聚氧化乙烯薄膜浸泡在电解液中，使所述电解液吸附在所述聚氧化乙烯薄膜上，得到聚氧化乙烯基凝胶聚合物电解质；所述电解液为浓度为0.5mol/L~1.5mol/L的锂盐溶液，所述电解液的溶剂为体积比为1~2:1~2:2~6的碳酸丙烯酯、碳酸乙烯酯和碳酸甲乙酯的混合液。

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℃~100℃。

在一个实施例中，所述聚氧化乙烯薄膜在电解液中的浸泡时间为5min~60min。

一种锂离子电池，包括电池壳体、正极、负极和聚氧化乙烯基凝胶聚合物电解质；

所述正极、负极和聚氧化乙烯基凝胶聚合物电解质位于所述电池壳体内，所述聚氧化乙烯基凝胶聚合物电解质位于所述正极和负极之间；

所述聚氧化乙烯基凝胶聚合物电解质包括聚氧化乙烯薄膜和吸附在所述聚氧化乙烯薄膜上的电解液；

所述电解液为浓度为0.5mol/L~1.5mol/L的锂盐溶液，所述电解液的溶剂为体积比为1~2:1~2:2~6的碳酸丙烯酯、碳酸乙烯酯和碳酸甲乙酯的混合液。

上述聚氧化乙烯基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氧化乙烯薄膜，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，这种采用了聚氧化乙烯基凝胶聚合物电解质制备的锂离子电池，使用更加安全。

附图说明

图1为一实施方式的聚氧化乙烯基凝胶聚合物电解质的制备方法的流程图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明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发明。但是本发明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发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。

一实施方式的聚氧化乙烯基凝胶聚合物电解质，包括含有相互贯通空隙的聚氧化乙烯(PEO)薄膜和吸附在聚氧化乙烯薄膜上的电解液。

电解液为浓度为0.5mol/L~1.5mol/L的锂盐溶液，电解液的溶剂为体积比为1~2:1~2:2~6的碳酸丙烯酯(PC)、碳酸乙烯酯(EC)和碳酸甲乙酯(EMC)的混合液。

聚氧化乙烯薄膜和电解液的质量比为100:60~100:30。