[发明专利]一种复合型聚合物电解质的制备方法

说明书

本发明涉及一种复合型聚合物电解质的制备方法，属于新能源技术领域。本发明以戊二醛为交联剂，甘油为增塑剂，制备了强阴离子型‑弱阳离子型复合型聚合物电解质膜作为电解阴阳极室之间的隔膜，通过掺杂钐、钆稀土元素形成电池的电解质材料，大幅提高其氧空位浓度，从而提高其离子导电性，并采用以孔制孔的方式制备聚合物电解质，这种方法既不损失聚合物基体的力学性能，又可以得到具有交联互通的多孔结构聚合物电解质，增强其柔韧性，使得聚合物膜表面疏松多孔，聚合物分子链段被圆柱状硅藻土结构完全撑开，使得聚合物膜拥有大量孔隙以及墨水瓶孔型三维立体通道，可以吸收并保留足够的电解液，提高离子电导率。

技术领域

本发明涉及一种复合型聚合物电解质的制备方法，属于新能源技术领域。

背景技术

由于传统的液态电解液使用了含有有机溶剂的电解质锂盐非水体系，使得所装配的锂离子二次电池在高温和长时间使用的条件下容易导致电解液泄漏、短路和爆炸等一系列的潜在危险。目前全世界政府机构在对电动汽车、电动混合汽车和电网的整合过程中制订的引领性法规文件，明确对所采用电池的安全性做了特别的说明。为此，作为替代传统液态电解液的聚合物电解质应运而生，用它组装的聚合物锂离子二次电池，除了具有传统液态锂离子电池的优点外，更主要的是它能避免因电解液的泄漏而导致的燃烧、爆炸等安全事故。此外，它还具有被设计和制造成任意形状和尺寸等优点，因此扩大了其在各种不同电子器件上的使用范围，增强了其市场竞争力。虽然目前聚合物锂离子电池还不能全面的取代传统液态裡离子电池，但是因其具有显著的优势，聚合物锂离子电池将会逐渐在能源储存与转化这个大舞台上继续扮演重要的角色并将发挥更大的作用。

总的来说，聚合物电解质成功应用到锂离子电池将具有如下独特的优势：

（1）有效抑制锂枝晶的生长，使金属锂作为负极材料成为可能；

（2）降低电解质与电极界面的反应活性；

（3）体系安全性更好；

（4）减缓电池工作时电极体积的突变；

（5）电池形状设计灵活可变，可塑性强。

聚合物电解质发展至今，其种类越来越多，分类的方法也多种多样。按照所使用聚合物基体可以分为聚醚类、聚桂氧焼类等；按照所使用聚合物的分子结构可以分为线性、网状等；按照电解质的体系形态又可分为全固态聚合物电解质、凝胶态聚合物电解质、复合型聚合物电解质和其他新型聚合物电解质。

发明内容

本发明所要解决的技术问题：针对现有电解质离子电导率过低问题，提供了一种复合型聚合物电解质的制备方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

（1）取硅藻土、硝化钆、硝酸钐，加入质量分数为75%乙醇溶液中，以300W超声波超声分散3～40min，得分散液；

（2）取硅烷偶联剂KH-570，加入质量分数为50%乙醇溶液中，并用醋酸调节pH为3.5～4.0，搅拌均匀后加入分散液，在70～80℃下持续搅拌3～5h，过滤、水洗、干燥，得改性硅藻土；

（3）取壳聚糖、改性硅藻土，加入质量分数为2%醋酸溶液中搅拌均匀，再加入阿拉伯胶水溶液，以500～600r/min搅拌1～2h后加入甘油和戊二醛，并调节pH为4～5，搅拌均匀后在聚乙烯塑料基材上流延成膜并干燥，揭膜得复合型聚合物电解质。

步骤（1）所述硅藻土、硝化钆、硝酸钐、质量分数75%乙醇溶液的重量份为10～15份硅藻土，0.18～0.24份硝化钆，0.16～0.20份硝酸钐，200～300份质量分数75%乙醇溶液。

步骤（2）所述硅烷偶联剂KH-570与质量分数50%乙醇溶液的质量比为1：10～1：25。

步骤（2）所述硅烷偶联剂KH-570与硅藻土的质量比为0.8：1～1.5：1。