[发明专利]一种锂离子电池用三明治结构多层凝胶聚合物电解质及其制备方法

权利要求书

1.一种锂离子电池用三明治结构多层凝胶聚合物电解质，其特征在于：所述凝胶聚合物电解质为三明治多层结构，层数为奇数、且至少为3层；凝胶聚合物电解质由A膜和B膜交替复合制成，其中A膜为聚甲基丙烯酸甲酯膜，B膜为聚己内酯膜；三明治多层结构的上下表层为A膜，B膜置于三明治多层结构的内层、与A膜交替复合；

所述凝胶聚合物电解质采用静电纺丝法制备，具体步骤如下：

（1）将PMMA溶解于溶剂Ⅰ中，于20-150℃下回流搅拌至溶液澄清透明，之后在常温下继续搅拌2-10h，得到A膜纺丝液；所用溶剂Ⅰ为六氟异丙醇、四氢呋喃、二甲基甲酰胺、丙酮、丁酮中的一种或多种的混合物；

（2）将PCL溶解于溶剂Ⅱ中，于20-150℃下回流搅拌至溶液澄清透明，再于常温下搅拌2-10h，得到B膜纺丝液；所用溶剂Ⅱ为六氟异丙醇、三氯甲烷、乙酸、乙酸乙酯、丙酮中的一种或多种的混合物；

（3）将步骤（1）得到的A膜纺丝液装入静电纺丝仪中，进行静电纺丝，在接收板上得到纺丝膜A膜；

（4）将步骤（2）得到的B膜纺丝液装入静电纺丝仪中，喷出的丝利用步骤（3）中带有纺丝膜A膜的接收板进行接收，得到A/B两层结构复合膜；

（5）将步骤（1）得到的A膜纺丝液装入静电纺丝仪中，喷出的丝利用步骤（4）中带有A/B两层结构复合膜的接收板进行接收，得到A/B/A三层结构复合膜；

（6）依次重复步骤（4）和步骤（5），每一步喷出的丝均利用相邻的上一步得到的接收板进行接收，得到由A膜和B膜交替复合制成的三明治结构多层凝胶聚合物复合膜；

（7）将步骤（6）得到的三明治结构多层凝胶聚合物复合膜在1 mol/L的LiClO₄的PC电解液中活化，得到三明治结构多层凝胶聚合物电解质。

2.根据权利要求1所述的锂离子电池用三明治结构多层凝胶聚合物电解质，其特征在于：所述步骤（1）得到的A膜纺丝液和步骤（2）得到的B膜纺丝液的浓度均为4%-35%。

3.根据权利要求1所述的锂离子电池用三明治结构多层凝胶聚合物电解质，其特征在于：所述静电纺丝的工艺参数为：流速为0.2ml/h-2.0ml/h，电压为10-40kV，接收板距离为6-40cm。

4.权利要求1所述的锂离子电池用三明治结构多层凝胶聚合物电解质的制备方法，其特征在于，所述凝胶聚合物电解质采用静电纺丝法制备，具体步骤如下：

（1）将PMMA溶解于溶剂Ⅰ中，于20-150℃下回流搅拌至溶液澄清透明，之后在常温下继续搅拌2-10h，得到A膜纺丝液；

（2）将PCL溶解于溶剂Ⅱ中，于20-150℃下回流搅拌至溶液澄清透明，再于常温下搅拌2-10h，得到B膜纺丝液；

（3）将步骤（1）得到的A膜纺丝液装入静电纺丝仪中，进行静电纺丝，在接收板上得到纺丝膜A膜；

（4）将步骤（2）得到的B膜纺丝液装入静电纺丝仪中，喷出的丝利用步骤（3）中带有纺丝膜A膜的接收板进行接收，得到A/B两层结构复合膜；

（5）将步骤（1）得到的A膜纺丝液装入静电纺丝仪中，喷出的丝利用步骤（4）中带有A/B两层结构复合膜的接收板进行接收，得到A/B/A三层结构复合膜；

（6）将步骤（2）得到的B膜纺丝液装入静电纺丝仪中，喷出的丝利用步骤（5）中带有A/B/A三层结构复合膜的接收板进行接收，得到A/B/A/B四层结构复合膜；

（7）将步骤（1）得到的A膜纺丝液装入静电纺丝仪中，喷出的丝利用步骤（6）中带有A/B/A/B四层结构复合膜的接收板进行接收，得到A/B/A/B/A五层结构复合膜；

（8）将步骤（7）得到的A/B/A/B/A五层结构复合膜在1 mol/L的LiClO₄的PC电解液中活化，得到三明治结构五层凝胶聚合物电解质。