[发明专利]一种锂离子电池固体电解质界面添加剂的制备方法及应用

说明书

本发明公开了一种锂离子电池固体电解质界面添加剂的制备方法，包括：冰水浴下将聚乙二醇与甲基丙烯酸甲酯溶解并除氧，通氮气引发聚合；加石油醚分离沉淀，洗涤、干燥后得锂离子电池固体电解质界面添加剂。本发明还公开了以上制备的锂离子电池固体电解质界面添加剂的应用：将其溶解在二氧戊环中，加入2倍质量的纳米Li₇La₃Zr₂O₁₂调成浆料，涂覆在锂离子电池固体电解质膜的一面，干燥；将锂带贴在锂离子电池固体电解质涂覆上述浆料的一面，正极极片贴在另一面，热压在铝塑膜中得全固态锂离子电池。本发明制得锂离子电池固体电解质界面添加剂杂质少、阻抗小、机械强度高。由本发明的锂离子电池固体电解质界面添加剂制备的全固态锂离子电池循环性能好。

技术领域

本发明涉及锂离子电池领域，尤其涉及一种锂离子电池固体电解质界面添加剂的制备方法及应用。

背景技术

锂离子电池具有能量密度高、循环性能好、无污染等特性，被广泛应用于消费类电子产品上，并将成为纯电动及混合动力汽车的储能系统的首要候选者。但由于其所用的电解液大多是电化学窗口较窄的碳酸酯类或醚类溶剂，因此会因漏液导致起火、爆炸等安全问题。基于此，安全性高的固态锂离子电池替代部分传统液态锂离子电池成为必然。全固态锂离子电池由于采用了固态结构的固体电解质，能够克服电池漏液和安全性能差的弊端，但是固体电解质的锂离子电池由于固体电解质具有较大的界面阻抗，限制了其应用。

发明内容

本发明的目的是提供一种锂离子电池固体电解质界面添加剂的制备方法，并提供其应用方法，使得应用该锂离子电池固体电解质界面添加剂的锂离子电池固体电解质界面阻抗小、机械强度高。

本发明的技术方案如下：

一种锂离子电池固体电解质界面添加剂的制备方法，包括以下步骤：

步骤一：在冰水浴下，将分子量不大于300的聚乙二醇与甲基丙烯酸甲酯的混合物加入到N，N-二甲基甲酰胺或丙酮中溶解，通氮气除氧5min～10min；

步骤二：在通入氮气的条件下，加入所述聚乙二醇和所述甲基丙烯酸甲酯质量之和的1％-3％的引发剂进行聚合反应，反应完全后将反应液猝冷终止聚合；

步骤三：加入石油醚，搅拌后将沉淀物分离，用乙醇洗涤、干燥后即得锂离子电池固体电解质界面添加剂。

本发明的制备方法，先在冰水浴下，将聚乙二醇与甲基丙烯酸甲酯进行溶解，冰水浴的低温和氮气的除氧步骤可以有效避免反应物在未加入引发剂时发生不期望的副反应而产生杂质；待反应原料充分溶解且除氧后再加入引发剂升到反应温度，这样有效控制聚合反应，避免了产物中杂质生成，使得所制备的锂离子电池固体电解质界面添加剂纯净。由于本发明的上述方法制备的是一种梳形聚合物，梳形聚合物的分子设计能力强、调控聚合物精准度高，因此，本发明的方法制备的锂离子电池固体电解质界面添加剂纯净、阻抗小，机械强度高。

优选地，所述聚乙二醇与所述甲基丙烯酸甲酯的质量比为10:2～5。

本发明的上述方法制备的锂离子电池固体电解质界面添加剂的应用，包括以下步骤：

步骤一：将所述锂离子电池固体电解质界面添加剂溶解在二氧戊环中，其中所述锂离子电池固体电解质界面添加剂的质量为所述二氧戊环质量的10％；加入所述锂离子电池固体电解质界面添加剂质量2倍的纳米Li₇La₃Zr₂O₁₂，调成锂离子电池固体电解质界面添加剂浆料；

将锂盐、固体电解质材料按质量比1～6：9～4混合后，加入到溶剂中，分散制成浆料后在60-130℃下涂覆于格拉辛离型纸上，干燥后分离即得锂离子电池固体电解质膜；