一种电池复合式固态电解质膜及制备方法与流程

本发明涉及固态电解质膜，具体为一种电池复合式固态电解质膜及制备方法。

背景技术：

1、人类文明的发展越来越依靠能源的开发和利用，而对与化石燃料的过度依赖以及由此带来的严重环境问题越来越引起人们的担忧，对具有可再生功能的清洁能源(如风能、太阳能等)的开发也越来越受到社会和科研人员的重视。

2、然而，这些清洁能源也存在时间或空间分布不均等问题，而利用储能装置将这些能源转化为电能进行储存或利用可以极大提高对可再生能源的利用率。作为最被人们看重的储能设备之一的锂离子电池，因其诸多的优点例如能量密度高，循环寿命长，无记忆效应等而被广泛的应用到手机、笔记本和其他移动设备中，但是锂离子电池在大规模储能领域的应用依然有很多需要改善的空间。

3、传统的锂离子电池使用的是液态电解质，其主要是由易燃的有机溶剂溶解锂盐组成，虽然离子电导率很高，但是易燃、易爆炸的风险时刻伴随着电池的使用。正是因为这个原因，传统的锂离子液态电池体系的发展受到了极大的限制。因此，设计一种电池复合式固态电解质膜及制备方法是很有必要的。

技术实现思路

1、针对上述情况，为克服现有技术的缺陷，本发明提供一种电池复合式固态电解质膜及制备方法，该装置结构新颖，构思巧妙，实现在地面上对ftu进行简单的巡视和运维，提升巡视和运维的效率，保证工作人员的安全。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种电池复合式固态电解质膜及制备方法，包括如下步骤：

3、s1、电解质溶液制备：将聚氧化乙烯、增塑剂和锂盐混合后溶于有机溶剂中，搅拌12h，得到电解质溶液；

4、s2、复合电解质膜制备：将混合好的电解质溶液浇筑在聚四氟乙烯模板上，然后将玻璃纤维平铺在电解质溶液表面，随后将聚四氟乙烯模板放置于手套箱中挥发溶剂不低于24h，最后将制得的电解质膜揭下，切割成预定大小的复合电解质膜。

5、优选的，所述s1和s2中聚氧化乙烯使用前在60℃下真空干燥12h，双磺酰亚胺锂盐和玻璃纤维使用前在120℃下真空干燥12h。

6、优选的，所述有机溶剂为异丁酸异丁酯、丁酸丁酯、乙酸丙酯、乙酸丁酯、二溴甲烷、甲苯、对二甲苯、邻二甲苯、苯甲酸乙酯、苯甲酸甲酯和无水乙腈中的一种或多种。

7、优选的，所述增塑剂为丁二腈、己二酸二辛酯、癸二酸二辛酯、邻苯二甲酸二异辛酯、环氧大豆油、磷酸三甲苯酯、磷酸三苯酯和氯化石蜡中的一种或多种。

8、优选的，所述聚氧化乙烯的制备方法为将有机弱碱类起始剂溶于丙酮中，之后加入至高压反应釜中，其中高压反应釜内的压力为0.1～2mp，接着向高压反应釜中通入环氧乙烷，接着将高压反应釜内的温度升至反应温度20～80℃以进行聚合反应，最后减压蒸出溶剂后得到聚氧化乙烯。

9、优选的，所述锂盐为双磺酰亚胺锂、高氯酸锂、六氟磷酸锂、二草酸硼酸锂、六氟砷酸锂、四氟硼酸锂、三氟甲基磺酸锂、双三氟甲基磺酰亚胺锂和双氟磺酰亚胺锂中的一种或多种。

10、优选的，所述复合电解质膜的厚度为10-25μm。

11、一种电池复合式固态电解质膜，采用本发明所述电池复合式固态电解质膜的制备方法制得。

12、本发明的有益效果为：

13、将聚氧化乙烯、增塑剂和锂盐混合后溶于有机溶剂中，配合玻璃纤维制成复合电解质膜，具有较高的机械强度和柔性，适合大面积制备，且具有较高的离子电导率。

技术特征：

1.一种电池复合式固态电解质膜的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种电池复合式固态电解质膜的制备方法，其特征在于：所述s1和s2中聚氧化乙烯使用前在60℃下真空干燥12h，双磺酰亚胺锂盐和玻璃纤维使用前在120℃下真空干燥12h。

3.根据权利要求1所述的一种电池复合式固态电解质膜的制备方法，其特征在于：所述有机溶剂为异丁酸异丁酯、丁酸丁酯、乙酸丙酯、乙酸丁酯、二溴甲烷、甲苯、对二甲苯、邻二甲苯、苯甲酸乙酯、苯甲酸甲酯和无水乙腈中的一种或多种。

4.根据权利要求1所述的一种电池复合式固态电解质膜的制备方法，其特征在于：所述增塑剂为丁二腈、己二酸二辛酯、癸二酸二辛酯、邻苯二甲酸二异辛酯、环氧大豆油、磷酸三甲苯酯、磷酸三苯酯和氯化石蜡中的一种或多种。

5.根据权利要求1所述的一种电池复合式固态电解质膜的制备方法，其特征在于：所述聚氧化乙烯的制备方法为将有机弱碱类起始剂溶于丙酮中，之后加入至高压反应釜中，其中高压反应釜内的压力为0.1～2mp，接着向高压反应釜中通入环氧乙烷，接着将高压反应釜内的温度升至反应温度20～80℃以进行聚合反应，最后减压蒸出溶剂后得到聚氧化乙烯。

6.根据权利要求1所述的一种电池复合式固态电解质膜的制备方法，其特征在于：所述锂盐为双磺酰亚胺锂、高氯酸锂、六氟磷酸锂、二草酸硼酸锂、六氟砷酸锂、四氟硼酸锂、三氟甲基磺酸锂、双三氟甲基磺酰亚胺锂和双氟磺酰亚胺锂中的一种或多种。

7.根据权利要求1所述的一种电池复合式固态电解质膜的制备方法，其特征在于：所述复合电解质膜的厚度为10-25μm。

8.一种电池复合式固态电解质膜，其特征在于：采用权利要求1-7任一所述电池复合式固态电解质膜的制备方法制得。

技术总结
本发明公开了一种电池复合式固态电解质膜及制备方法，包括如下步骤：电解质溶液制备：将聚氧化乙烯、增塑剂和锂盐混合后溶于有机溶剂中，搅拌12h，得到电解质溶液；复合电解质膜制备：将混合好的电解质溶液浇筑在聚四氟乙烯模板上，然后将玻璃纤维平铺在电解质溶液表面，随后将聚四氟乙烯模板放置于手套箱中挥发溶剂不低于24h，最后将制得的电解质膜揭下，切割成预定大小的复合电解质膜。本发明将聚氧化乙烯、增塑剂和锂盐混合后溶于有机溶剂中，配合玻璃纤维制成复合电解质膜，具有较高的机械强度和柔性，适合大面积制备，且具有较高的离子电导率。

技术研发人员：柯良节
受保护的技术使用者：柯良节
技术研发日：
技术公布日：2024/3/21