【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种凝胶聚合物的制备方法，具体涉及一种原位聚合制备自愈合凝胶聚合物电解质的方法。
技术介绍
1、由于能量密度大、工作电压高、自放电效应小和无记忆效应等特点，锂离子电池被认为是便携式和可穿戴电子设备的主要储能器件。然而传统的锂离子电池多为刚性结构，在弯曲或折叠时电解质易与电极材料分离，导致电池发生内部短路甚至安全问题。由聚合物与锂盐组成的凝胶聚合物电解质具有良好的柔韧性、热稳定性和可加工性等优点,成为安全型电解质的主要选择。制备凝胶电解质包含浇筑法、相分离法、静电纺丝法和原位聚合法。其中，原位聚合法是前驱体溶液直接在电池中聚合成膜，具有生产成本低、无缝界面接触和可加工性强的优点，更适应凝胶电解质的大规模生产。
2、在原位聚合制备的凝胶聚合物电解质中，渗透在电极/电解质界面上的杂质颗粒会导致不规则的锂沉积，在电极-电解质界面上产生破损和裂纹，一旦产生裂纹，便会加剧锂枝晶生长。虽然原位聚合可以保证良好的界面接触，但是在电池循环过程中会发生电极体积的变化，导致界面接触效果下降，引起电池阻抗的增加。自愈合是指从机械损伤中自发恢复的能力，是自然界中一个重要的生存特征。赋予凝胶聚合物自愈合性能有助于延长聚合物使用寿命和修复微裂纹，能有效的抑制锂枝晶的产生。因此，通过原位聚合制备柔性、电化学性能优越的自愈合凝胶聚合物电解质对抑制锂枝晶，提高电池安全性方面具有重要的意义。
3、专利技术目的
4、本专利技术的目的在于提供一种原位聚合制备自愈合凝胶聚合物电解质的方法，所制备的自愈合凝胶聚合物电解质有效
5、为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案是：
6、1)取2-2.5g自愈合原料2-氨基-4-羟基-6-甲基嘧啶中加入到60-100ml二甲基亚砜dmso中加热搅拌使其充分溶解，然后再加入2.64-3.0g双键单体甲基丙烯酸异氰基乙酯，自然冷却至室温有大量白色固体析出，真空抽滤并清洗后将白色固体真空干燥得到自愈合单体upyma；
7、2)将步骤1)合成的自愈合单体upyma经清洗后于真空烘箱干燥得到除去溶剂的自愈合单体upyma；
8、3)将1-1.3ml聚乙二醇甲醚丙烯酸酯(pegmea)，20微升体积分数为1％的聚乙二醇二丙烯酸酯(pegda)和1-2mg质量浓度0.05％的热引发剂偶氮二异丁腈(aibn)混合均匀得到聚合物基质，然后按聚合物基质与电解液1:1的质量比将聚合物基质在搅拌下溶解到电解液中得到前驱体溶液，其中电解液采用1mol/l lipf6ec:dec(1:1v/v％)；
9、4)将步骤2)除去溶剂的自愈合单体upyma充分溶解在前驱体溶液中得到质量浓度为1％～10％的自愈合单体溶液；
10、5)在直径为19mm的pp隔膜两侧各注入35-50微升步骤4)的自愈合单体溶液，组装成电池；
11、6)通过原位热聚合的方法构建包含3d交联网络的pegmea与upyma共聚物，从而制备与电池界面电阻较小的自愈合凝胶聚合物电解质pegupy。
12、所述步骤1)的加热搅拌是在150℃下搅拌10min。
13、所述步骤1)的清洗是分别用丙酮、甲醇各清洗三次。
14、所述步骤1)的真空干燥是在30℃真空干燥5h。
15、所述步骤2)的清洗是经丙酮、甲醇分别清洗3次后于真空烘箱中30℃干燥4h。
16、所述步骤3)的搅拌是以300r/min的速度搅拌1h。
17、所述步骤5)的pp隔膜采用celgard2500隔膜。
18、所述步骤5)组装成电池后静置使自愈合单体溶液充分浸润。
19、所述步骤6)的原位热聚合方法为将组装好的电池放在70℃烘箱中静置6h，使单体充分共聚即完成了pegupy的原位制备。
20、针对传统凝胶聚合物电解质室温下锂枝晶生长及循环过程中电极体积的反复变化造成界面接触不良，本专利技术通过引入自愈合单体共聚成功降低界面阻抗，同时抑制锂枝晶的生长，提高了电池的循环性能。
技术实现思路
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1.一种原位聚合制备自愈合凝胶聚合物电解质的方法，其特征在于包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的原位聚合制备自愈合凝胶聚合物电解质的方法，其特征在于：所述步骤1)的加热搅拌是在150℃下搅拌10min。
3.根据权利要求1所述的原位聚合制备自愈合凝胶聚合物电解质的方法，其特征在于：所述步骤1)的清洗是分别用丙酮、甲醇各清洗三次。
4.根据权利要求1所述的原位聚合制备自愈合凝胶聚合物电解质的方法，其特征在于：所述步骤1)的真空干燥是在30℃真空干燥5h。
5.根据权利要求1所述的原位聚合制备自愈合凝胶聚合物电解质的方法，其特征在于：所述步骤2)的清洗是经丙酮、甲醇分别清洗3次后于真空烘箱中30℃干燥4h。
6.根据权利要求1所述的原位聚合制备自愈合凝胶聚合物电解质的方法，其特征在于：所述步骤3)的搅拌是以300r/min的速度搅拌1h。
7.根据权利要求1所述的原位聚合制备自愈合凝胶聚合物电解质的方法，其特征在于：所述步骤5)的PP隔膜采用Celgard2500隔膜。
8.根据权利要求1所述的原
9.根据权利要求1所述的原位聚合制备自愈合凝胶聚合物电解质的方法，其特征在于：所述步骤6)的原位热聚合方法为将组装好的电池放在70℃烘箱中静置6h，使单体充分共聚即完成了PEGUPY的原位制备。
...【技术特征摘要】
1.一种原位聚合制备自愈合凝胶聚合物电解质的方法，其特征在于包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的原位聚合制备自愈合凝胶聚合物电解质的方法，其特征在于：所述步骤1)的加热搅拌是在150℃下搅拌10min。
3.根据权利要求1所述的原位聚合制备自愈合凝胶聚合物电解质的方法，其特征在于：所述步骤1)的清洗是分别用丙酮、甲醇各清洗三次。
4.根据权利要求1所述的原位聚合制备自愈合凝胶聚合物电解质的方法，其特征在于：所述步骤1)的真空干燥是在30℃真空干燥5h。
5.根据权利要求1所述的原位聚合制备自愈合凝胶聚合物电解质的方法，其特征在于：所述步骤2)的清洗是经丙酮、甲醇分别清洗3次后于真空烘箱中30℃干...
【专利技术属性】
技术研发人员：张数鹏，于伟，丁书江，王志成，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：
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