[发明专利]锂离子电池离子液体基凝胶聚合物电解质及制备与应用

权利要求书

1.一种锂离子电池离子液体基凝胶聚合物电解质的制备方法，其特征在于包括下述步骤：

(1)在惰性气体气氛下，将聚合物和有机溶剂按质量比(0.5～10)∶(90～99.5)混合，接着加入相当于有机溶剂质量1～50％的去离子水作为非溶剂，同时添加相当于聚合物质量的50～200％的无机陶瓷材料，于30～50℃搅拌至聚合物完全溶解，得到凝胶液体；

(2)将未活化的支撑体浸泡于步骤(1)所得到的凝胶液体中，取出后自然晾干，即制备得到抗热收缩的掺杂无机陶瓷材料的锂离子电池聚合物隔膜；

(3)将锂盐溶解于离子液体中，加入成膜添加剂，得到能将聚合物隔膜凝胶化的离子液体基电解液；

(4)将步骤(2)得到的抗热收缩的掺杂无机陶瓷材料的锂离子电池聚合物隔膜于40～55℃下真空干燥10～20小时后，再浸泡在步骤(3)制备的离子液体基电解液中，得到抗热收缩的掺杂无机陶瓷材料的锂离子电池离子液体基凝胶聚合物电解质。

2.根据权利要求1所述的锂离子电池离子液体基凝胶聚合物电解质的制备方法，其特征在于：所述的锂盐在锂盐与离子液体形成的溶液中的浓度为0.1～0.8mol/kg；所述的成膜添加剂加入的量为离子液体质量的1～20％。

3.根据权利要求1所述的锂离子电池离子液体基凝胶聚合物电解质的制备方法，其特征在于：

所述的惰性气体为氮气或氩气中的一种或两种；

所述的聚合物为聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯腈、聚氧化乙烯、聚偏氟乙烯、聚乙酸乙烯酯、聚氯乙烯、聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物、聚(甲基丙烯酸甲酯-丙烯腈)、聚甲基丙烯酸甲酯-乙酸乙烯酯、聚(甲基丙烯酸甲酯-丙烯腈-乙酸乙烯酯)或聚(甲基丙烯酸正丁酯-苯乙烯)中的至少一种；

所述的有机溶剂为丙酮、N-N二甲基甲酰胺或四氢呋喃中的至少一种；

所述的无机陶瓷材料为SiO₂、Al₂O₃、SnO₂、CaO、ZrO₂、TiO₂、CeO₂、Fe₃O₄、LiAlO₂、CaCO₃、BaTiO₃、LiTiPO₄、稀土、粘土或沸石中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的锂离子电池离子液体基凝胶聚合物电解质的制备方法，其特征在于：

所述的未活化的支撑体为聚乙烯、聚丙烯、聚丙烯-乙烯-丙烯三层复合隔膜或无纺布；

所述的浸泡的时间为10～20分钟。

5.根据权利要求1所述的锂离子电池离子液体基凝胶聚合物电解质的制备方法，其特征在于：

所述的锂盐为六氟磷酸锂、四氟硼酸锂、双三氟甲基磺酰亚胺基锂、双草酸硼酸锂、草酸双氟硼酸锂、高氯酸锂或二全氟烷基三氟磷酸锂中的至少一种；

所述的离子液体为N-甲基-N-丁基吡咯-双三氟甲基磺酰亚胺、N-甲基-N-丙基吡咯烷双三氟甲基磺酰亚胺、N-甲基-N-丁基吡咯烷二(三氟甲基磺酰)亚胺、N-甲基-N-丙基哌啶二(三氟甲基磺酰)亚胺、N-甲基-N-丁基哌啶二(三氟甲基磺酰)亚胺、1-乙基-3-甲基咪唑二(三氟甲基磺酰)亚胺或1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐中的至少一种；

所述的成膜添加剂为碳酸亚乙烯酯、亚硫酸乙烯酯、亚硫酸丙烯酯、二甲基亚硫酸酯、二乙基亚硫酸酯、丙烯腈或2-腈基呋喃中的至少一种。

6.一种锂离子电池离子液体基凝胶聚合物电解质，通过权利要求1～5任一项所述的制备方法得到。

7.权利要求6所述的锂离子电池离子液体基凝胶聚合物电解质在锂离子电池中的应用。