一种peo基质凝胶聚合物电解质及其制备方法
【专利摘要】本发明属于电解质领域，其公开了一种PEO基质凝胶聚合物电解质及其制备方法；该PEO基质凝胶聚合物电解质，包括PEO基质、CH3COOLi/EC+DMC锂盐和氟代烷基亚磷酸酯；其中，CH3COOLi与氟代烷基亚磷酸酯的摩尔比为1:0.001~1:0.05。本发明提供的PEO基质凝胶聚合物电解质，其氟代烷基亚磷酸酯能与CH3COO－形成配合物，从而使CH3COOLi的离解度增加，锂离子的迁移数增加，从而大幅度提高其电导率；且本发明属于PEO基质凝胶聚合物电解质，其用于锂离子电池后，无泄漏、安全性能好；且能大大提高PEO基质凝胶聚合物电解质的电导率。
【专利说明】一种PEO基质凝胶聚合物电解质及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电解质领域，尤其涉及一种PEO基质凝胶聚合物电解质及其制备方法。
【背景技术】
[0002]安全问题是制约大容量、高功率锂离子电池应用的瓶颈。目前广泛使用的液态电解质产生的漏液、电解质氧化分解及热失控等引起的燃烧、爆炸是电池的主要安全隐患。凝胶聚合物电解质锂离子电池因具有安全、无泄漏、漏电流小等优点而被研究者们所重视。并且凝胶聚合物电解质是一种新型的功能高分子材料，可同时作为隔膜和电解质材料，可使电池薄形化，从而提高电池造型设计的灵活性。
[0003]PEO具有固态电解质的易加工，热塑性好等优点，但是PEO电解质体系的电导率非常低，在40-100°C时，电解质电导率只有10-8-l(T4S/cm，限制了它的应用。
【发明内容】
[0004]基于上述问题，本发明所要解决的问题在于提供一种PEO基质凝胶聚合物电解质
[0005]本发明的技术方案如下:
[0006]一种PEO基质凝胶聚合物电解质，包括PEO基质、CH3C00Li/EC+DMC锂盐和氟代烷基亚磷酸酯；其中，CH3COOLi与氟代烷基亚磷酸酯的摩尔比为1:0.0Of 1:0.05。
[0007]所述PEO基质凝胶聚合物电解质，其中，所述CH3COOLi与氟代烷基亚磷酸酯的摩尔比为 1:0.02?1:0.05。
[0008]所述PEO基质凝胶聚合物电解质，其中，所述CH3C00Li/EC+DMC锂盐的摩尔浓度为lmol/L ；EC (碳酸乙酯)与DMC (碳酸二甲酯)的体积比为1:2。
[0009]所述PEO基质凝胶聚合物电解质，其中，所述氟代烷基亚磷酸酯选自三(2，2，2-三氟乙基)亚磷酸酯或三(3，3，3-三氟丙基)亚磷酸酯。
[0010]本发明还提供一种PEO基质凝胶聚合物电解质的制备方法，包括如下步骤:
[0011]S1、将氟代烷基亚磷酸酯加入CH3C00Li/EC+DMC锂盐溶液中，超声分散，形成混合溶液；其中，CH3COOLi与氟代烷基亚磷酸酯的摩尔比为1:0.0Of 1:0.05 ；
[0012]S2、将干燥好的PEO微孔膜浸入上述混合溶液中，5飞Omin后将其取出，即得到PEO基质凝胶聚合物电解质。
[0013]所述PEO基质凝胶聚合物电解质的制备方法，步骤SI中，所述CH3COOLi与氟代烷基亚磷酸酯的摩尔比为1:0.02?1:0.05。
[0014]所述PEO基质凝胶聚合物电解质的制备方法，步骤SI中，步骤SI中，所述CH3C00Li/EC+DMC锂盐溶液的摩尔浓度为lmol/L ；EC与DMC的体积比为1:2。
[0015]所述PEO基质凝胶聚合物电解质的制备方法，步骤SI中，步骤SI中，所述氟代烷基亚磷酸酯选自三(2，2，2-三氟乙基)亚磷酸酯或三(3，3，3-三氟丙基)亚磷酸酯。
[0016]本发明提供的PEO基质凝胶聚合物电解质，其氟代烷基亚磷酸酯能与CH3C00_ (乙酸根)形成配合物，从而使CH3COOLi的离解度增加，锂离子的迁移数增加，从而大幅度提高其电导率；且本发明属于PEO基质凝胶聚合物电解质，其用于锂离子电池后，无泄漏、安全性能好；且能大大提高PEO基质凝胶聚合物电解质的电导率。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1为本发明PEO基质凝胶聚合物电解质的制备工艺流程图。
【具体实施方式】
[0018]本发明提供的PEO基质凝胶聚合物电解质，包括PEO基质、CH3C00Li/EC+DMC锂盐和氟代烷基亚磷酸酯；其中，CH3COOLi与氟代烷基亚磷酸酯的摩尔比为1:0.0Of 1:0.05 ；EC与DMC为混合电解液，起到增塑剂的作用，而氟代烷基亚磷酸酯则为添加剂。PEO基质凝胶聚合物电解质中，PEO基质、CH3COOLi和EC+DMC (表示EC与DMC的混合电解液)的用量为三者之间能形溶胶的一个质量比例，即EC+DMC混合电解液的体积数可以与PEO基质和CH3COOLi的质量数形成溶胶，在这一前提条件下，三者之间的质量比可以任意组合。
[0019]所述PEO基质凝胶聚合物电解质，其中，所述CH3COOLi与氟代烷基亚磷酸酯的摩尔比为 1:0.02?1:0.05。
[0020]所述PEO基质凝胶聚合物电解质，其中，所述CH3C00Li/EC+DMC锂盐的摩尔浓度为lmol/L ；EC (碳酸乙酯)与DMC (碳酸二甲酯)的体积比为1:2。
[0021]所述PEO基质凝胶聚合物电解质，其中，所述氟代烷基亚磷酸酯选自三(2，2，2-三氟乙基)亚磷酸酯或三(3，3，3-三氟丙基)亚磷酸酯。
[0022]上述PEO基质凝胶聚合物电解质的制备方法,如图1所示,包括如下步骤:
[0023]S1、将氟代烷基亚磷酸酯加入CH3C00Li/EC+DMC锂盐溶液中，超声分散，形成混合溶液；其中，CH3COOLi与氟代烷基亚磷酸酯的摩尔比为1:0.0Of 1:0.05 ；
[0024]S2、将干燥好的PEO微孔膜浸入上述混合溶液中，5飞Omin后将其取出，即得到PEO基质凝胶聚合物电解质。
[0025]所述PEO基质凝胶聚合物电解质的制备方法，步骤SI中，所述CH3COOLi与氟代烷基亚磷酸酯的摩尔比为1:0.02?1:0.05。
[0026]所述PEO基质凝胶聚合物电解质的制备方法，步骤SI中，步骤SI中，所述CH3C00Li/EC+DMC锂盐溶液的摩尔浓度为lmol/L ;EC (碳酸乙酯)与DMC (碳酸二甲酯)的体积比为1:2。
[0027]所述PEO基质凝胶聚合物电解质的制备方法，步骤SI中，步骤SI中，所述氟代烷基亚磷酸酯选自三(2，2，2-三氟乙基)亚磷酸酯或三(3，3，3-三氟丙基)亚磷酸酯。
[0028]本发明提供的PEO基质凝胶聚合物电解质，其氟代烷基亚磷酸酯能与CH3C00_ (乙酸根)形成配合物，从而使CH3COOLi的离解度增加，锂离子的迁移数增加，从而大幅度提高其电导率；且本发明属于PEO基质凝胶聚合物电解质，其用于锂离子电池后，无泄漏、安全性能好；且能大大提高PEO基质凝胶聚合物电解质的电导率。
[0029]下面对本发明的较佳实施例作进一步详细说明。
[0030]下述各实施例和对比例中，电导率通过四探针测试仪进行测试。
[0031]实施例1[0032]在手套箱中，将添加剂三(2，2，2-三氟乙基)亚磷酸酯超声30min分散于lmol/L的CH3C00Li/EC+DMC(EC与DMC体积比1:2 ;体积数分别为10和20ml)的溶液中，形成一种混合溶液，其中，CH3COOLi与三(2，2，2-三氟乙基)亚磷酸酯的摩尔比为1:0.05 ;然后将干燥好的PEO微孔膜浸入上述混合溶液中，60min后将其取出，即得到添加了三(2，2，2-三氟乙基)亚磷酸酯的PEO基凝胶聚合物电解质。
[0033]实施例2
[0034]在手套箱中，将添加剂三(3，3，3-三氟丙基)亚磷酸酯超声25min分散于lmol/L的CH3COOLi/EC+DMC (EC与DMC体积比1:2 ;体积数分别为8和16ml)的溶液中，形成一种混合溶液，其中，CH3COOLi与三(3，3，3-三氟丙基)亚磷酸酯的摩尔比为1: 0.04 ;然后将干燥好的PEO微孔膜浸入上述混合溶液中，40min后将其取出，即得到添加了三(3，3，3-三氟丙基)亚磷酸酯的PEO基质凝胶聚合物电解质。
[0035]实施例3
[0036]在手套箱中，将添加剂三(2，2，2-三氟乙基)亚磷酸酯超声20min分散于lmol/L的CH3C00Li/EC+DMC(EC与DMC体积比1:2 ;体积数分别为15和30ml)的溶液中，形成一种混合溶液，其中，CH3COOLi与三(2，2，2-三氟乙基)亚磷酸酯的摩尔比为1:0.02 ;然后将干燥好的PEO微孔膜浸入上述混合溶液中，30min后将其取出，即得到添加了三(2，2，2-三氟乙基)亚磷酸酯的PEO基质凝胶聚合物电解质。
[0037]实施例4
[0038]在手套箱中，将添加剂三(3，3，3-三氟丙基)亚磷酸酯超声15min分散于lmol/L的CH3C00Li/EC+DMC(EC与DMC体积比1:2 ;体积数分别为20和40ml)的溶液中，形成一种混合溶液，其中，CH3COOLi与三(3，3，3-三氟丙基)亚磷酸酯的摩尔比为1:0.01 ;然后将干燥好的PEO微孔膜浸入上述混合溶液中，20min后将其取出，即得到添加了三(3，3，3-三氟丙基)亚磷酸酯的PEO基质凝胶聚合物电解质。
[0039]实施例5
[0040]在手套箱中，将添加剂三(2，2，2-三氟乙基)亚磷酸酯超声IOmin分散于lmol/L的CH3COOLi/EC+DMC (EC与DMC体积比1:2 ;体积数分别为5和IOml)的溶液中，形成一种混合溶液，其中，CH3COOLi与三(2，2，2-三氟乙基)亚磷酸酯的摩尔比为1:0.005 ;然后将干燥好的PEO微孔膜浸入上述混合溶液中，IOmin后将其取出，即得到添加了三(2，2，2-三氟乙基)亚磷酸酯的PEO基质凝胶聚合物电解质。
[0041]实施例6
[0042]在手套箱中，将添加剂三(3，3，3_三氟丙基)亚磷酸酯超声5min分散于lmol/L的CH3C00Li/EC+DMC(EC与DMC体积比1:2 ;体积数分别为17和34ml)的溶液中，形成一种混合溶液，其中，CH3COOLi与三(3，3，3-三氟丙基)亚磷酸酯的摩尔比为1:0.001 ;然后将干燥好的PEO微孔膜浸入上述混合溶液中，5min后将其取出，即得到添加了三(3，3，3-三氟丙基)亚磷酸酯的PEO基质凝胶聚合物电解质。
[0043]对比例I
[0044]在手套箱中，将干燥好的PEO微孔膜浸入lmol/L的CH3COOLi/EC+DMC (EC与DMC体积比1:2 ;体积数分别为10和20ml)的溶液中，60min后将其取出，即得到PEO基质凝胶聚合物电解质。[0045]下表为实施例f 6和对比例I制备的PEO基质凝胶聚合物电解质的电导率测试结果O
[0046]
【权利要求】
1.一种PEO基质凝胶聚合物电解质，其特征在于，包括PEO基质、CH3C00Li/EC+DMC锂盐和氟代烷基亚磷酸酯；其中，CH3COOLi与氟代烷基亚磷酸酯的摩尔比为1: 0.001-1:0.05。
2.根据权利要求1所述的PEO基质凝胶聚合物电解质，其特征在于，所述CH3COOLi与氟代烷基亚磷酸酯的摩尔比为1:0.02-1:0.05。
3.根据权利要求1或2所述的PEO基质凝胶聚合物电解质，其特征在于，所述CH3C00Li/EC+DMC锂盐的摩尔浓度为lmol/L ；EC与DMC的体积比为1:2。
4.根据权利要求1或2所述的PEO基质凝胶聚合物电解质，其特征在于，所述氟代烷基亚磷酸酯选自三(2，2，2-三氟乙基)亚磷酸酯或三(3，3，3-三氟丙基)亚磷酸酯。
5.一种PEO基质凝胶聚合物电解质的制备方法，其特征在于，包括如下步骤: 51、将氟代烷基亚磷酸酯加入CH3C00Li/EC+DMC锂盐溶液中，超声分散，形成混合溶液；其中，CH3COOLi与氟代烷基亚磷酸酯的摩尔比为1:0.0O1-l:0.05 ； 52、将干燥好的PEO微孔膜浸入上述混合溶液中，5-6Omin后将其取出，即得到PEO基质凝胶聚合物电解质。
6.根据权利要求5所述的PEO基质凝胶聚合物电解质的制备方法，其特征在于，步骤SI中，所述CH3COOLi与氟代烷基亚磷酸酯的摩尔比为1:0.02-1:0.05。
7.根据权利要求5所述的PEO基质凝胶聚合物电解质的制备方法，其特征在于，步骤SI中，所述CH3C00Li/EC+DMC锂盐溶液的摩尔浓度为lmol/L ；EC与DMC的体积比为1:2。
8.根据权利要求5或6所述的PEO基质凝胶聚合物电解质的制备方法，其特征在于，步骤SI中，所述氟代烷基亚磷酸酯选自三(2，2，2-三氟乙基)亚磷酸酯或三(3，3，3-三氟丙基)亚磷酸酯。
【文档编号】H01M10/058GK103456987SQ201210176549
【公开日】2013年12月18日 申请日期:2012年5月31日 优先权日:2012年5月31日
【发明者】周明杰, 邓惠仁, 王要兵 申请人:海洋王照明科技股份有限公司, 深圳市海洋王照明技术有限公司