[发明专利]PEO基聚合物隔膜的制备方法及其一次电池的制备方法

说明书

本发明公开了一种PEO基聚合物隔膜的制备方法，其特征在于，步骤为：将聚乙二醇PEG与异氰酸酯基硅烷偶联剂置于溶剂中使聚乙二醇反应完全；所得产物纯化后与二氧化硅水溶胶按与所含二氧化硅摩尔比2:1‑1.5混合反应完全；所得产物纯化后与聚丙二醇PPG按1:8‑10置于溶剂中反应完全，烘干成膜得到PEO基聚合物隔膜。本发明制得的PEO基聚合物隔膜具有极佳的机械性能和安全性能，以PEO基聚合物隔膜制得的一次电池贮存寿命长、放电平稳、安全可靠。

技术领域

本发明涉及锂离子储能电池，具体地指一种PEO基聚合物隔膜的制备方法及其金属氧化物锂一次电池的制备方法。

背景技术

锂二氧化锰电池因为其阴极材料为固体物质，钝化影响很小，导致该体系基本不存在电压滞后，而且体系本身比其它锂一次电池更安全。通过对锂二氧化锰电池的深入研究，在相同体积条件下，锂二氧化锰电池比锂-二氧化硫电池提供超过50%的能量。锂二氧化锰电池广泛应用于照相机、水表、仪器仪表、心脏起搏器等微功耗型电子产品。我国从七十年代就开始锂二氧化锰电池的自主开发研究工作，开发了系列圆柱形锂二氧化锰电池和系列扣式锂二氧化锰电池，在一些大型研究院所普遍着力于高比特性锂二氧化锰电池的研究，在薄型锂二氧化锰电池技术、锂二氧化锰电池的高比能量研究和锂二氧化锰电池的高比功率研究方面取得突破性进展，为锂二氧化锰电池在水下应用、特种勘探领域应用奠定了技术基础。典型的技术成果主要有：薄型锂二氧化锰电池可以做到1mm以下；锂二氧化锰电池比功率达到并超过580w/kg；锂二氧化锰电池重量比能量达到并超过300wh/kg。 锂二氧化锰电池是21世纪锂一次电池中最有发展前途的高可靠、无污染的化学电源，随着纳米材料制造技术的发展，以及粘度低、安全性好的多元有机电解液体系的进一步研究，锂二氧化锰电池的化学性能还将会有更大程度的提高，建立具有高比能量、高功率、轻型化、微型化特点的新型电化学体系，增强我国在高技术条件下电子产品市场竞争力。

传统一次电池中使用的隔膜为纤维素制成微孔薄膜（静电纺丝）或PP隔膜或PE隔膜，浸置在液态电解质中吸液，因为机械性能极差，容易被锂负极表面形成的锂枝晶所刺穿，导致正负极短路，影响电池的安全性能。

因此，需要开发出一种能有效的抑制锂负极表面的枝晶、提高电池的安全性能、提高电池容量的PEO基聚合物隔膜的制备方法及其一次电池的制备方法。

发明内容

本发明的目的就是要解决上述背景技术的不足，提供一种既能有效的抑制锂负极表面的枝晶，提高电池的安全性能，又能提高电池容量的PEO基聚合物隔膜的制备方法及其一次电池的制备方法。

本发明的技术方案为：一种PEO基聚合物隔膜的制备方法，其特征在于，步骤为：将聚乙二醇PEG与异氰酸酯基硅烷偶联剂置于溶剂中使聚乙二醇反应完全；所得产物纯化后与二氧化硅水溶胶按与所含二氧化硅摩尔比2:1-1.5混合反应完全；所得产物纯化后与聚丙二醇PPG按1:8-10置于溶剂中反应完全，烘干成膜得到PEO基聚合物隔膜。

优选的，步骤为：

a.将聚乙二醇PEG、异氰酸酯基硅烷偶联剂按官能团-OH、-NCO摩尔比1:1-1.5溶于溶剂中，氮气气氛下60-70℃下反应12-16h，纯化后得到中间产物A；

b.将中间产物A与质量分数10-30%的二氧化硅水溶胶混合，氮气气氛下80-90℃下反应48-60h，纯化后得到中间产物B，其中中间产物A与二氧化硅水溶胶二氧化硅摩尔量比为2:1-1.5，

c.将中间产物B与聚丙二醇PPG按摩尔比1:8-10溶于溶剂中，氮气气氛下65-75℃下反应4-8h；

d.将步骤c所得溶液倒入PTFE模具上，真空烘干成膜得到PEO基聚合物隔膜。

优选的，所述聚乙二醇PEG、异氰酸酯基硅烷偶联剂中官能团-OH、-NCO摩尔比为1:1.1-1.2。

优选的，所述异氰酸酯基硅烷偶联剂为异氰酸丙基三乙氧基硅烷。