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【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电池,具体涉及一种耐高温柔性多孔全固态聚合物电解质膜及其制备方法。
技术介绍
1、耐高温电解质膜的研究背景主要源于对电池技术性能和安全性的不断提升的需求。随着电动汽车、可再生能源存储、移动设备等领域的发展,电池的性能和稳定性成为了制约这些技术进一步发展的关键因素。电解质作为电池的核心组成部分,其性能直接影响到电池的整体表现。在高温环境下,传统的电解质材料往往会出现稳定性下降、离子电导率降低等问题,这不仅影响了电池的工作效率,还可能引发安全问题。因此,研发具有耐高温性能的电解质膜成为了当前的研究热点。
2、现有技术中,中国专利申请cn106532116a公开了一类耐高温固态聚合物电解质的制备方法及其在锂电池中的应用,其制备方法至少包括:将一定比例的两种或多种聚合物单体、导电盐和引发剂在分子水平上混合均匀形成前驱体溶液,将前驱体溶液涂覆于基材或电极表面,通过聚合的方法制备了固态聚合物电解质,将该电解质直接组装电池,该电池能够在室温和高温下工作。cn115678049a公开了一种高强度耐高温柔性凝胶电解质的制备方法,其包括以下步骤:(1)将纳米二氧化钛粉体在分散剂的作用下分散于去离子水中,得到均匀的纳米二氧化钛分散液;(2)在纳米二氧化钛分散液中加入丙烯酸酯或者丙烯酰胺类单体,通惰性气体排除体系中的氧气,在引发剂与催化剂的作用下,自由基聚合,获得纳米二氧化钛交联的纳米复合水凝胶;(3)将上述水凝胶浸泡于导电离子液体中一定的时间进行溶剂替换,然后在90℃条件下真空干燥,去除残留水分,得到所述的高强度耐高温柔性凝
3、然而上述现有技术中的各方法制备工艺复杂、生产成本较高,得到的产品柔性较低,另外,研发的固态电解质膜制备方法大多基于合成一种固态电解质膜,电解质的离子电导率及电解质与正负极材料之间的界面兼容性都有提高的空间。
技术实现思路
1、本专利技术实施例提供了一种耐高温柔性多孔全固态聚合物电解质膜及其制备方法,以解决现有技术中电解质膜的上述技术问题。
2、根据第一方面,本专利技术实施例提供了一种耐高温柔性多孔全固态聚合物电解质膜及其制备方法,所述电解质膜包括:聚四氟乙烯薄膜,以及附着在聚四氟乙烯薄膜上下两层的电解质材料;
3、其中,所述电解质材料包括:多孔聚苯乙烯-嵌段-聚异戊二烯-嵌段-聚苯乙烯及电解质盐,以所述电解质材料的质量为100%计,所述电解质盐的质量百分含量为70%~90%。
4、优选的是,所述电解质膜在60摄氏度到140 摄氏度的电导率为0.6 *10-4 ~ 5.6*10-4 s cm-1。
5、优选的是,所述聚四氟乙烯薄膜的孔径为0.1μm,厚度为40~60μm。
6、优选的是,所述电解质膜为一体成型结构,所述聚四氟乙烯薄膜的上下两层附着电解质材料,电解质材料由电解质盐与聚合物连接而成。
7、优选的是,所述电解质盐包括:锂盐、锌盐中的其中一种或几种。
8、优选的是,所述电解质盐包括:双三氟甲磺酰亚胺锂(litfsi)、双氟磺酰亚胺锂、全氟乙烷磺酰亚胺锂、全氟甲烷磺酰甲基锂、双(三氟甲磺酰基)酰亚胺锌(zntfsi)、三氟甲烷磺酸锌其中的一种或几种。
9、优选的是,所述电解质材料由多孔聚苯乙烯-嵌段-聚异戊二烯-嵌段-聚苯乙烯及电解质盐组成,其中,以所述电解质膜的质量为100%计,所述电解质盐的质量百分含量为70%~90%。
10、所述制备方法包括如下步骤:
11、在溶剂中加入电解质材料,混合搅拌8~24小时得到溶液,将聚四氟乙烯薄膜放在模具上方,将搅拌后的溶液倒入所述聚四氟乙烯薄膜上方,干燥24~36小时,即可得所述耐高温柔性多孔全固态聚合物电解质膜,
12、其中,所述电解质材料包括:电解质盐及聚苯乙烯-嵌段-聚异戊二烯-嵌段-聚苯乙烯,所述电解质盐与聚苯乙烯-嵌段-聚异戊二烯-嵌段-聚苯乙烯的质量比为70~90:30~10。
13、优选的是,所述模具包括ecoflex模具,所述干燥包括室温干燥。
14、优选的是,所述溶剂包括:三氯甲烷。
15、优选的是,所述电解质膜在60摄氏度到140 摄氏度的电导率为0.6 *10-4 ~ 5.6*10-4 s cm-1。
16、优选的是,所述聚四氟乙烯薄膜具有孔径为0.1μm,厚度为40~60μm。
17、优选的是,所述电解质膜为一体成型结构,所述聚四氟乙烯薄膜的上下两层附着电解质材料,电解质材料由电解质盐与聚合物连接而成。
18、优选的是,所述电解质盐包括:锂盐、锌盐中的其中一种或几种。
19、优选的是,所述电解质盐包括:双三氟甲磺酰亚胺锂(litfsi)、双氟磺酰亚胺锂、全氟乙烷磺酰亚胺锂、全氟甲烷磺酰甲基锂、双(三氟甲磺酰基)酰亚胺锌(zntfsi)、三氟甲烷磺酸锌其中的一种或几种。
20、优选的是,所述聚苯乙烯-嵌段-聚异戊二烯-嵌段-聚苯乙烯与溶剂的质量体积比为:0.025~0.033g/ml。
21、本专利技术还提供一种耐高温柔性多孔全固态聚合物电解质膜,所述电解质膜由上述任一种所述的方法制备而成。
22、本专利技术还提供一种上述的电解质膜在电池中的应用。
23、本专利技术还提供一种电池,所述电池包括:正极、负极以及设置于所述正极和负极之间的电解质膜,其中,所述电解膜为上述任一种的电解质膜。
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1.一种耐高温柔性多孔全固态聚合物电解质膜,其特征在于,所述电解质膜包括:聚四氟乙烯薄膜,以及附着在聚四氟乙烯薄膜上下两层的电解质材料;
2.根据权利要求1所述的电解质膜,其特征在于,所述电解质膜在60摄氏度到140 摄氏度的电导率为0.6 *10-4 ~ 5.6*10-4 S cm-1;
3.根据权利要求1或2所述的电解质膜,其特征在于,所述电解质盐包括:双三氟甲磺酰亚胺锂(LiTFSI)、双氟磺酰亚胺锂、全氟乙烷磺酰亚胺锂、全氟甲烷磺酰甲基锂、双(三氟甲磺酰基)酰亚胺锌(ZnTFSI)、三氟甲烷磺酸锌其中的一种或几种;和/或
4.一种耐高温柔性多孔全固态聚合物电解质膜的制备方法,其特征在于,所述制备方法包括如下步骤:
5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述模具包括Ecoflex模具,所述干燥包括室温干燥;
6.根据权利要求4或5所述的方法,其特征在于,所述电解质盐包括:双三氟甲磺酰亚胺锂(LiTFSI)、双氟磺酰亚胺锂、全氟乙烷磺酰亚胺锂、全氟甲烷磺酰甲基锂、双(三氟甲磺酰基)酰亚胺锌(ZnTFSI)、三氟甲
7.根据权利要求4或5所述的方法,其特征在于,所述聚苯乙烯-嵌段-聚异戊二烯-嵌段-聚苯乙烯与溶剂的质量体积比为:0.025~0.033g/ml。
8.一种耐高温柔性多孔全固态聚合物电解质膜,其特征在于,所述电解质膜由权利要求4-7任一项所述的方法制备而成。
9.一种电解质膜在电池中的应用,其特征在于,所述电解质膜为权利要求1-2任一项所述的电解质膜。
10.一种电池,其特征在于,所述电池包括:正极、负极以及设置于所述正极和负极之间的电解质膜,其中,所述电解质膜为权利要求1-3、8任一项所述的电解质膜。
...【技术特征摘要】
1.一种耐高温柔性多孔全固态聚合物电解质膜,其特征在于,所述电解质膜包括:聚四氟乙烯薄膜,以及附着在聚四氟乙烯薄膜上下两层的电解质材料;
2.根据权利要求1所述的电解质膜,其特征在于,所述电解质膜在60摄氏度到140 摄氏度的电导率为0.6 *10-4 ~ 5.6*10-4 s cm-1;
3.根据权利要求1或2所述的电解质膜,其特征在于,所述电解质盐包括:双三氟甲磺酰亚胺锂(litfsi)、双氟磺酰亚胺锂、全氟乙烷磺酰亚胺锂、全氟甲烷磺酰甲基锂、双(三氟甲磺酰基)酰亚胺锌(zntfsi)、三氟甲烷磺酸锌其中的一种或几种;和/或
4.一种耐高温柔性多孔全固态聚合物电解质膜的制备方法,其特征在于,所述制备方法包括如下步骤:
5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述模具包括ecoflex模具,所述干燥包括室温干燥;
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