[发明专利]一种聚合物电解质膜的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及电池技术领域，尤其是一种聚合物电解质膜的制备方法。

背景技术

目前，锂离子电池中广泛使用液体电解质，因其含有易燃、易挥发的有机溶剂，在充放电过程中会释放出可燃气体，尤其是在过充过放或者大功率充放电等非常规工作条件下，将会产生大量热量而加速气体的产生，导致电池内压增高，气液泄露，甚至起火爆炸，因此存在严重的安全隐患问题。另外，液体电解质体系还存在热稳定性差、凝固点高等不足，造成低温下离子电导率急剧下降，高温下电解液易分解变质等问题。这些问题严重制约了新型电池及电容器大功率性能的发展。

但是，要使聚合物固体电解质真正从实验室进入商业应用，其离子电导率，安全性，膜的机械性能，稳定性以及与电极的相容性等问题，都还有待于进一步的改进与提高。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：克服现有技术中的不足，提供一种安全系高、机械性能稳定的聚合物电解质膜的制备方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：

一种电解质膜的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：

（1）将低聚醚接枝聚磷腈聚合物溶解在溶剂中，配制成质量百分比浓度为3％-12％的基体材料溶液；

（2）将锂盐和无机填料分散到所述基体材料溶液中，得到分散后溶液，所述分散后溶液中锂盐的质量百分数为10-15%；

（3）将所述分散后溶液浇注于隔膜上流延成膜；以及真空干燥后得到低聚醚接枝聚磷腈基聚合物电解质膜，其中真空干燥的温度为70-100℃。

优选的，所述无机填料的质量份组成如下：二氧化硅3-8份、碳酸锂1.2-3.6份、二氧化钛混0.2-2.8份、金属-氧化钇稳定氧化锆复合材料1.2-6份。

优选的，所述无机填料的质量份组成如下：二氧化硅3.5-7.5份、碳酸锂1.5-3.2份、二氧化钛混0.5-2.5份、金属-氧化钇稳定氧化锆复合材料1.5-5份。

优选的，所述无机填料的质量份组成如下：二氧化硅5份、碳酸锂2.4份、二氧化钛混1.5份、金属-氧化钇稳定氧化锆复合材料3.6份。

优选的，所述无机填料的平均粒径为0.1-0.3μm。

优选的，所述电解质膜的厚度为0.1-0.3mm。

优选的，所述制备方法包括以下步骤：

（1）将低聚醚接枝聚磷腈聚合物溶解在溶剂中，配制成质量百分比浓度为10％的基体材料溶液；

（2）将锂盐和无机填料分散到所述基体材料溶液中，得到分散后溶液，所述分散后溶液中锂盐的质量百分数为12%；

（3）将所述分散后溶液浇注于隔膜上流延成膜；以及真空干燥后得到低聚醚接枝聚磷腈基聚合物电解质膜，其中真空干燥的温度为85℃。

采用本发明的技术方案的有益效果是：

本发明制得的聚合物电解质膜可以作为锂离子电池的聚合物电解质，使用本发明提供的方法制备聚合物电解质膜改善了聚合物电解质膜的锂离子电导率和锂离子迁移数，提高了锂离子电池的安全性能，同时，获得的聚合物电解质膜具有较好的弹性和加工性能，并具有较好的机械性能。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明作进一步说明。

实施例1

一种电解质膜的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：

（1）将低聚醚接枝聚磷腈聚合物溶解在溶剂中，配制成质量百分比浓度为3％的基体材料溶液；

（2）将锂盐和无机填料分散到所述基体材料溶液中，得到分散后溶液，无机填料的平均粒径为0.1μm；所述分散后溶液中锂盐的质量百分数为10%；其中，无机填料的质量份组成如下：二氧化硅3份、碳酸锂1.2份、二氧化钛混0.2份、金属-氧化钇稳定氧化锆复合材料1.2份；

（3）将所述分散后溶液浇注于隔膜上流延成膜；以及真空干燥后得到低聚醚接枝聚磷腈基聚合物电解质膜，其中真空干燥的温度为70℃。

电解质膜的厚度为0.1mm。

实施例2

一种电解质膜的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：

（1）将低聚醚接枝聚磷腈聚合物溶解在溶剂中，配制成质量百分比浓度为10％的基体材料溶液；

（2）将锂盐和无机填料分散到所述基体材料溶液中，得到分散后溶液，无机填料的平均粒径为0.2μm；所述分散后溶液中锂盐的质量百分数为12%；其中，无机填料的质量份组成如下：二氧化硅5份、碳酸锂2.4份、二氧化钛混1.5份、金属-氧化钇稳定氧化锆复合材料3.6份；