一种用于固态锂离子电池两性型凝胶电解质及其制备方法
摘要文本
本发明涉及锂电子电池技术领域，具体的是一种用于固态锂离子电池两性型凝胶电解质及其制备方法，包括：用原位聚合法合成P(MEA/[VIPS][LiTFSI])，然后在其中加入LiTFSI的有机溶液，最终形成有序离子通道两性型凝胶电解质。本发明所提供的凝胶电解质制备方法工艺简单、成本低、产率高、且能规模化批量生产，当此类凝胶电解质应用于固态锂离子电池时既不会燃烧，又能够均匀分布锂离子的迁移，从而抑制锂枝晶的生长，并减少与负极发生的不可逆反应，除此之外，该凝胶电解质具有接近传统电解液的锂离子电导率，可达到超高的电化学性能以及优异的循环寿命。通过控制其中两性基团单体的量，可以实现对聚两性凝胶电解质离子电导率和循环寿命的调控。 来自：
申请人信息
- 申请人:江西普瑞森新能源科技有限公司
- 申请人地址:335400 江西省鹰潭市贵溪市硫磷化工基地纬一路以南、晟化大道以西
- 发明人: 江西普瑞森新能源科技有限公司
专利详细信息
| 项目 | 内容 |
|---|---|
| 专利名称 | 一种用于固态锂离子电池两性型凝胶电解质及其制备方法 |
| 专利类型 | 发明申请 |
| 申请号 | CN202311442179.1 |
| 申请日 | 2023/11/1 |
| 公告号 | CN117457978A |
| 公开日 | 2024/1/26 |
| IPC主分类号 | H01M10/0565 |
| 权利人 | 江西普瑞森新能源科技有限公司 |
| 发明人 | 谭展旗; 彭旭 |
| 地址 | 江西省鹰潭市贵溪市硫磷化工基地纬一路以南、晟化大道以西 |
专利主权项内容
1.一种用于固态锂离子电池两性型凝胶电解质，其特征在于，该固态锂离子电池两性型凝胶电解质化学结构式如下：该电解质的制备方法包括如下步骤：步骤1、两性基团单体VIPS(3-(1-乙烯基-3-咪唑啉)-丙磺酸盐)的合成：1-乙烯基咪唑和1, 3-丙磺酸内酯溶解到丙酮中，形成的溶液在的氮气氛围下加入到1-乙烯基咪唑的丙酮溶液中，得到第一混合溶液，将第一混合溶液在室温下搅拌均匀，所得白色粉末状固体在丙酮中洗涤三次，最后在室温下真空干燥，得到两性基团单体VIPS(3-(1-乙烯基-3-咪唑啉)-丙磺酸盐)；步骤2、[VIPS][LiTFSI]的合成：将步骤1中的VIPS(3-(1-乙烯基-3-咪唑啉)-丙磺酸盐)溶解到少量甲醇中；等摩尔量的LiTFSI加到VIPS的甲醇溶液中，得到第二混合溶液，第二混合溶液在室温下搅拌，旋转蒸发去除甲醇后，获得的粘性溶液，室温下真空干燥箱中干燥并得到含有两性基团的单体[VIPS][LiTFSI])；步骤3、两性基团和共聚物P(MEA/[VIPS][LiTFSI])的合成：将步骤(2)中含有两性基团的单体[VIPS][LiTFSI])、单体MEA(N-(2-甲氧基乙基)丙-2-烯酰胺)、引发剂DEAP(1，2-二乙氧基苯乙酮)、交联剂PEGDA(聚乙二醇二丙烯酸酯)溶于合适比例的DME(乙二醇二甲醚)和DOL(1，3-二氧环戊烷)中，将上述混合溶液搅拌后，将搅拌后的混合溶液装入试剂瓶中转入充满氩气手套箱中，采用原位聚合的方法，在紫外灯下照射后引发得到共聚物粗产物P(MEA/[VIPS][LiTFSI]))，即得到两性基团和共聚P(MEA/[VIPS][LiTFSI])的粗产物；步骤4、提纯共聚物两性基团和共聚物P(MEA/[VIPS][LiTFSI])：将步骤(3)中合成的两性基团和共聚物P(MEA/[VIPS][LiTFSI])的粗产物，放到透析袋中透析，确保未反应的杂质分子进行透析，得到无色共聚物的溶液，用低温冻住后放在冷冻干燥机中干燥，得到无色乳状凝胶，即为提纯后的两性基团和共聚物P(MEA/[VIPS][LiTFSI])；步骤5、有序离子通道的两性型凝胶电解质的制备：将步骤(4)中得到的提纯后的凝胶，LiTFSI(双三氟甲烷磺酰亚胺锂)，DME(乙二醇二甲醚)和DOL(1, 3-二氧环戊烷)按照一定的摩尔比溶解后加热得到高分子有机溶液，搅拌均匀后得到液态有序离子通道两性型高分子电解液；在室温下真空放置，得到有序离子通道两性型凝胶电解质。