The invention relates to a single ion polymer gel electrolyte and preparation method thereof, which is characterized in that: the characteristics of using sodium sulfate is insoluble in ethanol, with double sulfonic acid sodium salt preparation with double bond sulfonic acid lithium salt; synthesis and preparation of single ion polymer matrix, which added monomer with sulfonic acid lithium in carbon carbon double bond in molar ratio 10: 1 1 to 10 range, the catalyst is 2wt.% two azo isobutyronitrile, solvent is toluene, 7 12h 70 reaction at the temperature of 80 DEG C; then, with the prepared polymer matrix prepared by single ion polymer gel electrolyte, the amount of polymer and organic solvent and liquid electrolyte is 1 3G and 20 50ml respectively. The invention has the advantages that the chemical bond connected into the lithium ion in the polymer electrolyte to improve the lithium ion transference number, which is not only to improve the energy density of lithium-ion batteries may be provided, and lay a foundation for the application of polymer gel electrolyte in practical production.
【技术实现步骤摘要】
单离子凝胶聚合物电解质及其制备方法
本专利技术涉及单离子凝胶聚合物电解质及其制备方法,属于锂离子电池
技术介绍
当前,锂离子电池已经取得了长足发展,在数码产品、电动工具、交通工具和照明等领域得到了广泛应用。但是,锂离子电池仍然具有能量密度不高带来的续航能力不强的弱点。锂离子电池所使用电解质的锂离子迁移数是决定电池能量的关键因素之一。为了提高电解质中的锂离子迁移数,最常用的方法是增加电解质中所添加锂盐的阴离子的体积,如引入有机大阴离子基团锂盐,这种方法确实在一定程度上取得了一些效果。然而,这些具有大有机基团的锂盐却又带来了电化学性能稳定性不佳的问题。另外,凝胶聚合物电解质由聚合物基体、增塑剂和锂盐三部分组成,是一类具有高离子电导性、高安全性和良好的电化学性能的电解质,是锂离子电池能够得到更大发展的重要支撑之一。本专利技术基于凝胶聚合物电解质的优势,同时针对提高电解质锂离子迁移数这一问题,提出在凝胶聚合物电解质中的聚合物基体中以化学键形式引入锂离子,这种方法使得聚合物基体高分子链成为了阴离子基团。电解质导离子时,高分子链阴离子基团显然不会发生迁移,因此,锂离子迁移数能必定够得到很大提高。相关研究还未出现在国内外报道中。
技术实现思路
要解决的技术问题为了提高凝胶聚合物电解质的锂离子迁移数,本专利技术提出了单离子凝胶聚合物电解质及其制备方法。技术方案单离子凝胶聚合物电解质及其制备方法,其特征在于:具体步骤如下:(1)带双键磺酸锂盐的制备:称取水溶性的带碳碳双键的磺酸钠盐倒入烧杯中,加入去离子水,充分搅拌,制备磺酸盐钠饱和溶液;配置浓度在1-5mol/L范围 ...
【技术保护点】
单离子凝胶聚合物电解质及其制备方法,其特征在于:具体步骤如下:(1)带双键磺酸锂盐的制备:称取水溶性的带碳碳双键的磺酸钠盐倒入烧杯中,加入去离子水,充分搅拌,制备磺酸盐钠饱和溶液;配置浓度在1‑5mol/L范围内的硫酸溶液;将硫酸溶液加入到磺酸钠盐饱和溶液中,搅拌均匀,保证钠离子和硫酸根离子的摩尔比为2∶1;然后,将得到的均匀溶液转入分液漏斗中,从漏斗上方口以玻璃棒引流无水乙醇溶剂,利用硫酸钠不溶于乙醇的特点,硫酸钠在水和乙醇相交界面处沉淀出来;将漏斗下方的水溶液释放入烧杯中,再转入分液漏斗中,用无水乙醇沉淀。重复以上操作,将钠离子完全去除,得到磺酸水溶液;在磺酸水溶液中加入无水氢氧化锂,搅拌,直至pH=7,旋转蒸发出去水溶剂,得到带双键磺酸锂盐粉末。(2)单离子聚合物基体的制备:将丙烯酸酯类、丙烯腈类、偏氟乙烯类、磷腈类和醋酸乙烯酯类单体中的一种或几种混合,加入到预先溶解了带双键磺酸锂盐的甲苯溶剂中,添加单体中碳碳双键与双键磺酸锂盐中碳碳双键摩尔比在10∶1‑1∶10范围之内,再加入反应物总质量2wt.%的催化剂偶氮二异丁腈,通氮气,在70‑80℃下于三口瓶中搅拌反应7‑12h。将得 ...
【技术特征摘要】
1.单离子凝胶聚合物电解质及其制备方法,其特征在于:具体步骤如下:(1)带双键磺酸锂盐的制备:称取水溶性的带碳碳双键的磺酸钠盐倒入烧杯中,加入去离子水,充分搅拌,制备磺酸盐钠饱和溶液;配置浓度在1-5mol/L范围内的硫酸溶液;将硫酸溶液加入到磺酸钠盐饱和溶液中,搅拌均匀,保证钠离子和硫酸根离子的摩尔比为2∶1;然后,将得到的均匀溶液转入分液漏斗中,从漏斗上方口以玻璃棒引流无水乙醇溶剂,利用硫酸钠不溶于乙醇的特点,硫酸钠在水和乙醇相交界面处沉淀出来;将漏斗下方的水溶液释放入烧杯中,再转入分液漏斗中,用无水乙醇沉淀。重复以上操作,将钠离子完全去除,得到磺酸水溶液;在磺酸水溶液中加入无水氢氧化锂,搅拌,直至pH=7,旋转蒸发出去水溶剂,得到带双键磺酸锂盐粉末。(2)单离子聚合物基体的制备:将丙烯酸酯类、丙烯腈类、偏氟乙烯类、磷腈类和醋酸乙烯酯类单体中的一种或几种混合,加入到预先溶解了带双键磺酸锂盐的甲苯溶剂中,添加单体中碳碳双键与双键磺酸锂盐中碳碳双键摩尔比在10∶1-1∶10范围之内,再加入反应物总质量2wt.%的催化剂偶氮二异丁腈,通氮气,在70-80℃下于三口瓶中搅拌反应7-12h。将得到的物质倒入装有去离子水的烧杯中,得到浅黄色乳...
【专利技术属性】
技术研发人员:黄韵,刘博,宋阿敏,林元华,赵磊,黄一轩,
申请(专利权)人:西南石油大学,
类型:发明
国别省市:四川,51
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