【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种准固态电解质的制备方法和应用。
技术介绍
1、锂离子电池是目前消费电子产品、电动汽车和电网储能的主导电源。具有高理论容量(3860mahg–1)和低还原电位(–3.04vvs标准氢电极)的锂金属被认为是下一代电池负极的最终目标。目前，基于有机液体电解质的锂离子电池由于其有限的能量密度和安全性问题，难以支持便携式电子产品和电动汽车的快速发展。固态锂电池(sslb)以固态电解质(sse)代替液态电解质，直接使用锂金属负极，由于其高能量密度和高安全性等优势被认为是极具发展前景的关键储能技术。为了开发sslb，必须探索具有高离子电导率、li+转移数、宽电化学稳定窗口以及与电极具有良好的化学/电化学相容性的sse。目前，已经报道了许多无机li+导体，包括石榴石型(li7la3zr2o12)、nasicon(li1.3al0.3ti1.7(po4)3)型、钙钛矿型(li0.35la0.55tio3)、硫代磷酸盐型(li6ps5x(其中x＝cl、br、i))和硫化物型(li10gep2s12)li+导体。其中，具有nasicon结构的li1+xalxti2-x(po4)3(latp)具有高的室温li+电导率(10-4～10-3scm-1)、宽的电化学稳定窗口、低的氧湿敏感性和低成本，已被报道用于固态锂离子、li-s和li-o2电池。然而，在实际应用中latp仍然存在一些障碍，包括：(1)由于ti4+/ti3+氧化还原对，latp与锂金属负极的不可逆反应性；(2)难以获得高相对密度和满足li+电导率的latp；(3)由于lat
技术实现思路
1、为了解决上述技术问题，本专利技术提供一种壳聚糖改性latp基准固态电解质的制备方法和应用。
2、一种壳聚糖改性latp基准固态电解质的制备方法，具体是按以下步骤完成的：
3、一、制备cs@latp纳米颗粒：
4、将壳聚糖加入到冰醋酸和去离子水的混合溶液中，磁力搅拌至壳聚糖完全溶解，再加入li1.3al0.3ti1.7(po4)3粉末，超声一段时间，再加热搅拌一段时间，水洗数次后重新分散到去离子水中，加热至35℃～45℃，再加入质量分数为45％～55％的戊二醛溶液，连续搅拌一段时间进行交联反应，再依次使用去离子水和无水乙醇洗涤数次，干燥，得到cs@latp纳米颗粒；
5、二、制备电解质：
6、将cs@latp纳米颗粒加入到n,n-二甲基甲酰胺中，超声一段时间，然后加入pvdf-hfp和litfsi，加热磁力搅拌一段时间，得到浇铸液；浇铸液经真空脱泡后浇筑在具有凹槽的玻璃板上，再置于加热板上干燥一段时间，最后在70℃～80℃下干燥一段时间，得到电解质膜；将电解质膜裁切成圆片，得到壳聚糖改性latp基准固态电解质。
7、一种壳聚糖改性latp基准固态电解质在锂金属电池中应用。
8、本专利技术的原理：
9、壳聚糖(cs)为天然多糖甲壳素脱除部分乙酰基的产物，具有生物降解性、生物相容性、无毒性等优点。壳聚糖分子具有复杂的双螺旋结构，含有大量的羟基、氨基和n-乙酰胺基，易形成多种分子内和分子间的氢键。另外，壳聚糖中的羟基和氨基具有配位螯合作用，可以提供更多的活性位点，作为桥梁增强无机填料与聚合物基体的相容性。本专利技术通过溶液自聚合法将壳聚糖自发地包覆在li1.3al0.3ti1.7(po4)3(latp)纳米颗粒上，并通过浇铸法制备出结构均匀的电解质膜；本专利技术制备的cs@latp纳米颗粒具有高的机械强度和丰富的活性位点，增强了填料与聚合物基体之间的相互作用，因此很容易在基体中分散均匀，避免团聚效应，能够显著地增强电解质的电化学性能。
10、本专利技术的优点：
11、本专利技术对得到的pvdf-hfp基准固态电解质的电化学性能进行测试，结果通过引入cs@latp纳米填料，准固态电解质的离子电导率被从4.9×10–5scm–1显著地提高到2.6×10–4scm–1，其锂离子迁移数为0.28，氧化电位提高到5.07v，组装成的li|qpe|lifepo4全电池在0.1c的倍率下具有161.9mahg–1的高放电比容量，而且在2c的倍率下仍然具有114.6mahg–1的比容量，说明本专利技术提供的壳聚糖改性latp基准固态电解质具有优良的倍率性能。本专利技术对得到的壳聚糖改性latp基准固态电解质的使用寿命进行了测试，结果表明，在0.5c的倍率下循环700圈后，具有超过72.2％的容量保留率，说明本专利技术制备的壳聚糖改性latp基准固态电解质具有较高的循环稳定性和使用寿命。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种壳聚糖改性LATP基准固态电解质的制备方法，其特征在于所述制备方法具体是按以下步骤完成的：
2.根据权利要求1所述的一种壳聚糖改性LATP基准固态电解质的制备方法，其特征在于步骤一中所述的冰醋酸和去离子水的混合溶液中冰醋酸和去离子水的体积比为(2～5):(95～98)；步骤一中所述的壳聚糖的质量与冰醋酸和去离子水的混合溶液的体积比为0.1g:(95mL～10mL)。
3.根据权利要求1所述的一种壳聚糖改性LATP基准固态电解质的制备方法，其特征在于步骤一中所述的Li1.3Al0.3Ti1.7(PO4)3粉末的质量与冰醋酸和去离子水的混合溶液的体积比为0.1g:(95mL～100mL)；步骤一中所述的壳聚糖、质量分数为45％～55％的戊二醛溶液与去离子水的质量体积比为0.1g:(4μL～6μL):100mL。
4.根据权利要求1所述的一种壳聚糖改性LATP基准固态电解质的制备方法，其特征在于步骤一中所述的超声的时间为20min～40min；步骤一中所述的加热搅拌的温度为40℃～50℃，加热搅拌的时间为3h～5h；步骤一中所述的水洗的次数为
5.根据权利要求1所述的一种壳聚糖改性LATP基准固态电解质的制备方法，其特征在于步骤一中所述的交联反应的时间为3h～5h；步骤一中依次使用去离子水和无水乙醇分别洗涤3次～5次。
6.根据权利要求1所述的一种壳聚糖改性LATP基准固态电解质的制备方法，其特征在于步骤二中所述的浇铸液中CS@LATP纳米颗粒的质量分数为0.5％～7％；步骤二中所述的浇铸液中PVDF-HFP占N,N-二甲基甲酰胺的质量分数为15％；步骤二中所述的浇铸液中LiTFSI与PVDF-HFP的质量比为1:3。
7.根据权利要求1所述的一种壳聚糖改性LATP基准固态电解质的制备方法，其特征在于步骤二中所述的超声的时间为20min～30min；步骤二中所述的加热磁力搅拌的温度为45℃～55℃，加热磁力搅拌的时间为10h～12h；步骤二中所述的真空脱泡的时间为20min～40min。
8.根据权利要求1所述的一种壳聚糖改性LATP基准固态电解质的制备方法，其特征在于步骤二中置于温度为35℃～45℃的加热板上干燥2h～4h，最后在70℃～80℃下干燥10h～12h；步骤二中所述的电解质膜的厚度为100μm～140μm；步骤二中将电解质膜裁切成直径16mm的圆片。
9.如权利要求1所述的制备方法制备的一种壳聚糖改性LATP基准固态电解质的应用，其特征在于一种壳聚糖改性LATP基准固态电解质在锂金属电池中应用。
10.根据权利要求9所述的一种壳聚糖改性LATP基准固态电解质的应用，其特征在于一种壳聚糖改性LATP基准固态电解质在锂金属电池中应用时，将其转移到充满氩气的手套箱中，在电解质的两侧滴加2μL锂电电解液，以改善电极和电解质的界面接触；所述的锂电电解液为LiPF6溶解到EC、DEC和EMC的混合液中得到，其中EC、DEC和EMC的混合液中EC、DEC和EMC的体积比为1:1:1；LiPF6的浓度为1mol/L。
...【技术特征摘要】
1.一种壳聚糖改性latp基准固态电解质的制备方法，其特征在于所述制备方法具体是按以下步骤完成的：
2.根据权利要求1所述的一种壳聚糖改性latp基准固态电解质的制备方法，其特征在于步骤一中所述的冰醋酸和去离子水的混合溶液中冰醋酸和去离子水的体积比为(2～5):(95～98)；步骤一中所述的壳聚糖的质量与冰醋酸和去离子水的混合溶液的体积比为0.1g:(95ml～10ml)。
3.根据权利要求1所述的一种壳聚糖改性latp基准固态电解质的制备方法，其特征在于步骤一中所述的li1.3al0.3ti1.7(po4)3粉末的质量与冰醋酸和去离子水的混合溶液的体积比为0.1g:(95ml～100ml)；步骤一中所述的壳聚糖、质量分数为45％～55％的戊二醛溶液与去离子水的质量体积比为0.1g:(4μl～6μl):100ml。
4.根据权利要求1所述的一种壳聚糖改性latp基准固态电解质的制备方法，其特征在于步骤一中所述的超声的时间为20min～40min；步骤一中所述的加热搅拌的温度为40℃～50℃，加热搅拌的时间为3h～5h；步骤一中所述的水洗的次数为3次～5次。
5.根据权利要求1所述的一种壳聚糖改性latp基准固态电解质的制备方法，其特征在于步骤一中所述的交联反应的时间为3h～5h；步骤一中依次使用去离子水和无水乙醇分别洗涤3次～5次。
6.根据权利要求1所述的一种壳聚糖改性latp基准固态电解质的制备方法，其特征在于步骤二中所述的浇铸液中cs@latp纳米颗粒的质...
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。