[发明专利]一种凝胶聚合物锂离子电池吸液隔膜的制备方法

说明书

本发明涉及锂离子电池电解质技术领域，提供一种凝胶聚合物锂离子电池吸液隔膜的制备方法，解决现有技术凝胶聚合物电解质的离子电导率不足的问题，凝胶聚合物锂离子电池吸液隔膜为壳聚糖‑PMMA凝胶聚合物电解质膜，包括以下步骤：(1)预处理；(2)壳聚糖‑PMMA膜的制备：称取一定量的羧甲基壳聚糖溶于去离子水中，再加入预处理后的MMA单体、过硫酸铵和交联剂，在氮气保护下搅拌反应，将反应后的混合溶液蒸发掉水分后得到壳聚糖‑PMMA膜；(3)壳聚糖‑PMMA凝胶聚合物电解质膜的制备：将壳聚糖‑PMMA膜进行真空干燥，然后将壳聚糖‑PMMA膜浸入锂盐电解液中，得到壳聚糖‑PMMA凝胶聚合物电解质膜。

技术领域

本发明涉及锂离子电池电解质技术领域，尤其涉及一种凝胶聚合物锂离子电池吸液隔膜的制备方法。

背景技术

锂离子电池主要由正极材料、负极材料、电解液和隔膜组成，其中电解质是电池的核心组成部分，起着至关重要的作用。电解液作为锂离子的导体，过去常用由锂盐和混合有机溶剂所组成的液态电解液。隔膜一般是多孔的聚烯烃，用于隔离正极和负极，防止电池短路。然而将液体电解液应用于锂离子电池逐渐暴露出易生成枝晶、漏液、安全性差等问题，为了解决这些问题，研究人员提出了用聚合物电解质代替液态电解液的设想，由此掀起了聚合物电解质的研究热潮。聚合物电解质在锂离子电池中既是电解质又起到隔离正负极的作用，符合化学电源质轻、安全、高效、环保的发展要求。聚合物锂离子电池的安全可靠性能更高，从根本上解决了液态电解液锂离子电池漏液的问题。

按聚合物的形态来分，聚合物电解质可分为全固态聚合物电解质和凝胶聚合物电解质。全固态聚合物电解质的电化学稳定性和对电极的稳定性均较好，但由于全固态聚合物电解质的聚合物基体大多结晶度较高，低温下聚合物基体与锂盐形成的络合物大部分处于结晶区，导致聚合物链段难以进行热运动，因此全固态聚合物电解质的离子电导率均较低，限制了其实际应用。而凝胶聚合物电解质不仅解决了液态电解质易燃易爆的特性，又提高了全固态聚合物电解质锂离子电池的低离子电导率，近年来得到广泛发展。

中国专利号：201210489804.3公开了一种凝胶聚合物电解质及其制备方法，包括如下步骤：(a)制备SiO₂/PEO复合聚合物微孔膜；(b)制备复合SiO₂的PEO基凝胶聚合物电解质。该发明的凝胶聚合物电解质及其制备方法，解决了现有液体电解液存在安全隐患的问题，通过在制备过程中复合SiO₂粒子，有效的提高了凝胶聚合物电解质的机械性能，但PEO结晶度较高，即不定形区域少，降低了锂离子的迁移数，因此室温下电导率远远低于液体电解质的电导率，不能够满足应用的需求。

发明内容

因此，针对以上内容，本发明提供一种凝胶聚合物锂离子电池吸液隔膜的制备方法，解决现有技术凝胶聚合物电解质的离子电导率不足的问题。

为达到上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的：

一种凝胶聚合物锂离子电池吸液隔膜的制备方法，凝胶聚合物锂离子电池吸液隔膜为壳聚糖-PMMA凝胶聚合物电解质膜，制备方法包括以下步骤：

(1)预处理：将MMA单体用1％氢氧化钠溶液进行预处理，除去其中少量的阻聚剂，最后用无水硫酸钠干燥，再减压蒸馏；

(2)壳聚糖-PMMA膜的制备：称取10～20g的羧甲基壳聚糖溶于100mL去离子水形成溶液，再将25～45g预处理后的MMA单体、0.25～0.5g过硫酸铵和0.12～0.25g交联剂加入溶液中，通入氮气保护，然后升温至60～70℃搅拌反应3～4h，将反应后的混合溶液倒入培养皿内，在75～85℃温度下蒸发掉水分，得到壳聚糖-PMMA膜；

(3)壳聚糖-PMMA凝胶聚合物电解质膜的制备：将步骤(2)得到的壳聚糖-PMMA膜放入真空干燥箱内真空干燥5～8h；然后将壳聚糖-PMMA膜浸入浓度为1mol/L的锂盐电解液中2～4h，得到壳聚糖-PMMA凝胶聚合物电解质膜。