【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电解质膜，具体涉及一种电解质膜、电池及制备方法。
技术介绍
1、锂离子二次电池经过多年的发展，已成为主流新型清洁能源，广泛应用在电动汽车、电子产品等领域。传统的锂离子电池为液态电池，使用碳酸脂类的液态电解质，存在易燃易爆、易腐蚀的隐患，带来安全方面的顾虑，同时传统液态电池的存在能量密度方面依然无法进一步突破。而全固态电池作为最有效的解决方案，由于其采用全固态电解质，在电池使用的安全性、能量密度、循环寿命等方面具备天然优势，因此，成为各大企业和研究机构目前的研究热点和主要方向。
2、但是全固态电池目前仍面临诸多问题，主要问题之一便是固固接触的界面问题。尤其是干法制备的全固态电解质膜，无论采用氧化物固态电解质还是聚合物固态电解质，由于加工过程中，物料难以完全熔融接触，跟传统液态电池相比，干法电解质膜没有电解液的浸润，界面接触阻抗大，严重影响电池性能的发挥；此外，干法常用粘结剂在负极被还原，影响电解质膜的稳定性。因此，解决全固态电池电解质膜的界面问题和粘结剂在负极侧被还原问题，成为现在的重点问题之一。鉴于此，本专利技术提供了一种电解质膜、电池及制备方法。
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的技术问题是提供一种电解质膜、电池及制备方法。目的是解决目前固态电解质膜的界面接触问题、固态电解质膜密实度差、粘结剂在负极被还原的问题。
2、本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：
3、第一方面，提供一种电解质膜，包括锂化的丁二腈（简称sn）和膜体
4、本专利技术的有益效果是：本专利技术采用锂化的丁二腈做膜体的孔隙填充和界面改性材料，填满膜体内部颗粒之间的空隙，构建连续的离子通路，提升膜体导锂离子能力，从而有助于膜体离子电导率的提升，具备更宽的电化学窗口；同时锂化的丁二腈包覆在所述传导材料和所述粘结剂的表面，使膜体与极片紧密接触，改善界面接触，提升电池性能，更为重要的是锂化的丁二腈包覆在膜体中的纤维化的粘结剂表面，提升电解质层与正负极的接触，同时有效的抑制粘结剂（例如ptfe）在负极侧被还原。
5、在上述技术方案的基础上，本专利技术还可以做如下改进。
6、进一步，所述锂化的丁二腈与所述膜体的质量比为0.01~0.5:1；
7、所述锂化的丁二腈包括如下原料：第一锂盐和丁二腈，所述第一锂盐与所述丁二腈摩尔比为0.01~0.1:1。
8、采用上述进一步方案的有益效果是：锂盐的加入，提升丁二腈的离子导率，在填充膜体的孔隙时，提升膜体的离子导率。
9、进一步，所述第一锂盐包括六氟磷酸锂、六氟合砷酸锂、四氟硼酸锂、三氟甲磺酸锂、二草酸硼酸锂、双三氟甲烷磺酰亚胺锂、二（三氟甲基磺酰）酰亚胺锂、草酸锂、双氟磺酰亚胺锂中的至少一种。
10、进一步，所述膜体还包括如下原料：第二锂盐、电子受体和助剂油；
11、以所述第二锂盐、所述电子受体和所述传导材料为主要原料制得预锂化的传导材料，所述第二锂盐的重量占所述预锂化的传导材料的重量的0.1~20%；所述电子受体的重量占所述预锂化的传导材料的重量的2~20%；
12、以所述助剂油和所述粘结剂为主要原料制得熟化的粘结剂，所述助剂油的重量占所述熟化的粘结剂的重量的5~50%；
13、所述熟化的粘结剂的重量占所述膜体的重量的0.1~20%。
14、采用上述进一步方案的有益效果是：加入第二锂盐对传导材料进行预锂化，使传导材料的离子导率提升，同时，助剂油加入对粘结剂进行熟化，减少粘结剂分子之间作用力，在外力作用下，使粘结剂在分子层级更容易滑移脱出，形成高效均质的纤维网络。
15、进一步，所述传导材料包括聚苯硫醚、聚芳硫醚砜、聚芳硫醚酮、聚芳硫醚砜酰亚胺和聚芳硫醚酰胺中的至少一种；
16、所述第二锂盐包括六氟磷酸锂、六氟合砷酸锂、四氟硼酸锂、三氟甲磺酸锂、二草酸硼酸锂、双三氟甲烷磺酰亚胺锂、二（三氟甲基磺酰）酰亚胺锂、草酸锂、双氟磺酰亚胺锂中的至少一种；
17、所述电子受体包括四氯苯醌、二氯苯醌、对苯醌、二氯二氰苯醌中的至少一种；
18、所述粘结剂包括聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、丁苯橡胶、聚丙烯酸和羧甲基纤维素中的至少一种；
19、所述助剂油为烷烃类。例如航空煤油、异构十二烷、异构十六烷、异庚烷、异辛烷、正构十二烷、正构十四烷、正庚烷、白油、重芳烃等。
20、采用上述进一步方案的有益效果是：电子受体剂能增加锂离子的迁移，提升传到材料的离子导率。
21、第二方面，一种电解质膜的制备方法，包括如下步骤：制备锂化的丁二腈的溶液，通过浸渍、滴加或喷涂将锂化的丁二腈的溶液添加到膜体中，待锂化的丁二腈的溶液凝固后，得到电解质膜。
22、采用上述方案的有益效果是：本专利技术采用锂化的丁二腈浸渍、滴加或喷涂将锂化的丁二腈的溶液添加到膜体中，结合膜体的干法成膜方式，将膜体浸润在锂化的丁二腈溶液中，使锂化的丁二腈溶液充分浸润在膜体的颗粒间的孔隙和包覆在预锂化的传导材料、粘结剂的表面，冷却后锂化的丁二腈溶液快速凝固，方法简单易行，效果优异。
23、进一步，制备所述锂化的丁二腈的溶液包括如下步骤：取丁二腈，加热到所述丁二腈完全熔融，再加入第一锂盐，混合均匀，得到锂化的丁二腈的溶液；
24、制备所述膜体包括如下步骤：将传导材料与粘结剂进行充分混合，进行纤维化处理，得到纤维化的混合料，将所述纤维化的混合料进行压实，得到所述膜体。
25、进一步，制备所述膜体包括如下具体步骤：将预锂化的传导材料与熟化的粘结剂进行充分混合，进行纤维化处理，得到纤维化的混合料，将所述纤维化的混合料进行压实，得到所述膜体；
26、制备所述预锂化的传导材料包括如下步骤：将传导材料、第二锂盐和电子受体进行混合后，烧结得到所述预锂化的传导材料；
27、制备所述熟化的粘结剂包括如下步骤：在粘结剂中加入助剂油，混合后进行静置，得到所述熟化的粘结剂。
28、优选的，制备所述膜体时，将预锂化的传导材料与熟化的粘结剂充分混合。
29、采用上述进一步方案的有益效果是：将传导材料进行锂化，提升传导材料的离子导率，将粘结剂进行熟化，能提升粘结剂的纤维化效果，达到更好的粘结效果，因此，通过这种方式制备的电解质膜，同时具备高离子导率和成膜性。
30、进一步，制备所述预锂化的传导材料中所述烧结的温度为180~260℃，时间为1h~20h；制备所述熟化的粘结剂中的静置的温度为-5~20℃，时间为1h~48h。
31、第三方面，提供一种全固态电池，所述的全固态电池包括所述一种电解质膜。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种电解质膜，其特征在于，包括锂化的丁二腈和膜体，所述膜体包括传导材料和粘结剂；所述锂化的丁二腈填充在所述膜体的内部空隙，且部分所述锂化的丁二腈包覆在所述传导材料和所述粘结剂的表面。
2.根据权利要求1所述一种电解质膜，其特征在于，所述锂化的丁二腈与所述膜体的质量比为0.01~0.5:1；
3.根据权利要求2所述一种电解质膜，其特征在于，所述第一锂盐包括六氟磷酸锂、六氟合砷酸锂、四氟硼酸锂、三氟甲磺酸锂、二草酸硼酸锂、双三氟甲烷磺酰亚胺锂、二（三氟甲基磺酰）酰亚胺锂、草酸锂、双氟磺酰亚胺锂中的至少一种。
4.根据权利要求1至3任一项所述一种电解质膜，其特征在于，所述膜体还包括如下原料：第二锂盐、电子受体和助剂油；
5.根据权利要求4所述一种电解质膜，其特征在于，所述传导材料包括聚苯硫醚、聚芳硫醚砜、聚芳硫醚酮、聚芳硫醚砜酰亚胺和聚芳硫醚酰胺中的至少一种；
6.一种电解质膜的制备方法，其特征在于，如权利要求1至5任一项所述一种电解质膜的制备方法包括如下步骤：制备锂化的丁二腈的溶液，通过浸渍、滴加或喷涂将锂化的丁二腈的溶
7.根据权利要求6所述一种电解质膜的制备方法，其特征在于，制备所述锂化的丁二腈的溶液包括如下步骤：取丁二腈，加热到所述丁二腈完全熔融，再加入第一锂盐，混合均匀，得到锂化的丁二腈的溶液；
8.根据权利要求7所述一种电解质膜的制备方法，其特征在于，制备所述膜体包括如下具体步骤：将预锂化的传导材料与熟化的粘结剂进行充分混合，进行纤维化处理，得到纤维化的混合料，将所述纤维化的混合料进行压实，得到所述膜体；
9.根据权利要求8所述一种电解质膜的制备方法，其特征在于，制备所述预锂化的传导材料中所述烧结的温度为180~260℃，时间为1h~20h；制备所述熟化的粘结剂中的静置的温度为-5~20℃，时间为1h~48h。
10.一种全固态电池，其特征在于，所述的全固态电池包括权利要求1至5任一项所述一种电解质膜。
...【技术特征摘要】
1.一种电解质膜，其特征在于，包括锂化的丁二腈和膜体，所述膜体包括传导材料和粘结剂；所述锂化的丁二腈填充在所述膜体的内部空隙，且部分所述锂化的丁二腈包覆在所述传导材料和所述粘结剂的表面。
2.根据权利要求1所述一种电解质膜，其特征在于，所述锂化的丁二腈与所述膜体的质量比为0.01~0.5:1；
3.根据权利要求2所述一种电解质膜，其特征在于，所述第一锂盐包括六氟磷酸锂、六氟合砷酸锂、四氟硼酸锂、三氟甲磺酸锂、二草酸硼酸锂、双三氟甲烷磺酰亚胺锂、二（三氟甲基磺酰）酰亚胺锂、草酸锂、双氟磺酰亚胺锂中的至少一种。
4.根据权利要求1至3任一项所述一种电解质膜，其特征在于，所述膜体还包括如下原料：第二锂盐、电子受体和助剂油；
5.根据权利要求4所述一种电解质膜，其特征在于，所述传导材料包括聚苯硫醚、聚芳硫醚砜、聚芳硫醚酮、聚芳硫醚砜酰亚胺和聚芳硫醚酰胺中的至少一种；
6.一种电解质膜的制备方法，其特征在于，如权利要求1至5任一项所述一种电解...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴锫，朱高龙，廖治强，
申请(专利权)人：四川新能源汽车创新中心有限公司，
类型：发明
国别省市：
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。