[发明专利]一种PAN基质凝胶聚合物电解质及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及电解质领域，尤其涉及一种PAN基质凝胶聚合物电解质及其制备方法。

背景技术

安全问题是制约大容量、高功率锂离子电池应用的瓶颈。目前广泛使用的液态电解质产生的漏液、电解质氧化分解及热失控等引起的燃烧、爆炸是电池的主要安全隐患。凝胶聚合物电解质锂离子电池因具有安全、无泄漏、漏电流小等优点而被研究者们所重视。并且凝胶聚合物电解质是一种新型的功能高分子材料,可同时作为隔膜和电解质材料,可使电池薄形化,从而提高电池造型设计的灵活性。

PAN体系具有合成简单，电化学稳定性高，不易燃等特点，适合做电解质基质材料，

二（三氟甲磺酰）亚胺锂(LiN（SO₂CF₃）₂）因为粘度低、熔点低、导电率高及电压窗口宽而成为高端锂盐之一，然而，PAN基凝胶聚合物电解质在制备的过程中不可避免的会含有杂质（水），在电化学循环过程中，二（三氟甲磺酰）亚胺根容易水解，水解后生产氢氟酸，氢氟酸会腐蚀作为集流体的铝箔，导致使用含LiN（SO₂CF₃）₂的PAN基凝胶聚合物电解质作电解质的双电层电容器的稳定性降低。

发明内容

基于上述问题，本发明所要解决的问题在于提供一种PAN基质凝胶聚合物电解质

本发明的技术方案如下：

一种PAN基质凝胶聚合物电解质，包括PAN基质、LiN(SO₂CF₃)₂/EC+DMC锂盐和磷酰胺类化合物；其中，LiN(SO₂CF₃)₂与磷酰胺类化合物的摩尔比为1:0.001~1:0.05。

所述PAN基质凝胶聚合物电解质，其中，所述LiN(SO₂CF₃)₂与磷酰胺类化合物的摩尔比为1:0.02~1:0.05。

所述PAN基质凝胶聚合物电解质，其中，所述LiN(SO₂CF₃)₂/EC+DMC锂盐的摩尔浓度为1mol/L；且EC（碳酸乙酯）与DMC（碳酸二甲酯）的体积比为1:2。

所述PAN基质凝胶聚合物电解质，其中，所述磷酰胺类化合物选自六甲基磷酰胺或六乙基磷酰胺。

本发明还提供一种PAN基质凝胶聚合物电解质的制备方法，包括如下步骤：

S1、将磷酰胺类化合物加入LiN(SO₂CF₃)₂/EC+DMC锂盐溶液中，超声分散，形成混合溶液；其中，LiN(SO₂CF₃)₂与磷酰胺类化合物的摩尔比为1:0.001~1:0.05；

S2、将干燥好的PAN微孔膜浸入上述混合溶液中，5~60min后将其取出，即得到PAN基质凝胶聚合物电解质。

所述PAN基质凝胶聚合物电解质的制备方法，步骤S1中，所述LiSCN与磷酰胺类化合物的摩尔比为1:0.02~1:0.05。

所述PAN基质凝胶聚合物电解质的制备方法，步骤S1中，步骤S1中，所述LiN(SO₂CF₃)₂/EC+DMC锂盐溶液的摩尔浓度为1mol/L；且EC（碳酸乙酯）与DMC（碳酸二甲酯）的体积比为1:2。

所述PAN基质凝胶聚合物电解质的制备方法，步骤S1中，步骤S1中，所述磷酰胺类化合物选自六甲基磷酰胺或六乙基磷酰胺。

本发明提供的PAN基质凝胶聚合物电解质，其磷酰胺类化合物能和水分子作用，从而避免水参与电极反应进而生成酸腐蚀双层电容器的铝箔，能大大提高使用本发明做电解液的双层电容器的稳定性；且本发明属于PAN基凝胶聚合物电解质，其用于双层电容器后，无泄漏、安全性能好，且能大大提高使用含LiN（SO₂CF₃）₂的PAN基凝胶聚合物电解质作电解液的双电层电容器的稳定性。

附图说明

图1为本发明PAN基质凝胶聚合物电解质的制备工艺流程图;

图2为使用实施例1中制得的电解质的双层电容器与使用对比例1中制得的电解质的双层电容器在不同循环次数下的比电容关系图；其中，横坐标为循环次数，纵坐标为比电容值（F/g）。。