[发明专利]改性聚氯乙烯电解质及其制备方法、锂离子电池及其应用

说明书

技术领域

本发明属于电化学电源技术领域，具体涉及一种改性聚氯乙烯电解质及其制备方法、锂离子电池及其应用。

背景技术

锂离子电池是一种绿色电池，具有重量轻、容量大、无记忆效应、充电速度快、循环寿命长、放电效率高、工作温度范围宽、可靠性好和无污染免维护等优点，是一种新型、高效、实用的能量储存装置，因而被广泛应用于电动工具、自行车、滑板车、矿灯、医疗器械、混合动力汽车及其它需要大电流充放电的场合等。

锂离子电池工作电解质分为水系电解液、有机液体电解液和聚合物电解质。水系电解液的分解电压低，因而研究较少。目前广泛使用的有机液体电解质的优点是电导率高，但是由于含有易燃、易挥发的有机溶剂，其在充放电过程中释放出可燃气体，特别是在某些非常规工作条件下（如大功率充放电、过充过放等）产生大量热会加速气体的产生，导致电池内压增高，气体泄漏，甚至起火爆炸，因而存在严重的安全隐患。安全问题也成了制约大容量、高功率锂离子电池应用的瓶颈。

目前，为了克服有机液体电解液的上述缺陷，本领域开发出固态凝胶聚合物电解质。该固态聚合物电解质因具有安全、无泄漏、漏电流小、可任意形状化等优点而被研究者们所重视和应用。但是固态聚合物电解质室温下电导率较低(10^-510^-4s/cm)，不能满足锂离子电池大电流充放电的特性，导致其应用受到限制。

为了克服固态聚合物电解质电导率低的缺陷，当前出现了凝胶聚合物电解质，该凝胶聚合物电解质具有液态电解质和固态电解质的优点，能改善固态聚合物电解质的导电性能和提高液体电解质的安全性能。但是现有凝胶聚合物电解质对导电性能改善有限，不能很好的满足市场日益扩大的需求和应用范围。

发明内容

本发明实施例的目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种导电率高、安全性好、成本低的改性聚氯乙烯电解质及其制备方法。

本发明实施例的另一目的在于提供一种包括改性聚氯乙烯电解质的锂离子电池及其应用。

为了实现上述发明目的，本发明的技术方案如下：

一种改性聚氯乙烯电解质的制备方法，包括如下步骤：

获得MCM-48介孔分子筛；

将聚氯乙烯溶于有机溶剂中，再加入上述MCM-48介孔分子筛并在30~50℃下搅拌混合，得到浆料；其中，所述聚氯乙烯与MCM-48介孔分子筛的重量比100:10~30；

将上述浆料涂覆于基底上，真空干燥，得到改性聚氯乙烯电解质膜；

在惰性气体的保护下，将上述改性聚氯乙烯电解质膜置于浓度为0.5~1.5mol/L的上述有机电解液中浸渍，取出得到上述改性聚氯乙烯电解质。

以及，一种改性聚氯乙烯电解质，由上述改性聚氯乙烯电解质制备方法制备而成。

以及，一种锂离子电池，所述锂离子电池包括上述的改性聚氯乙烯电解质。

以及，上述锂离子电池在通讯设备、计算机、电动汽车和军事领域中的应用。

上述改性聚氯乙烯电解质的制备方法只需将PVC和MCM-48介孔分子筛按要求配制成浆料，然后涂覆成膜，浸渍于有机电解液中即可，其工艺简单，技术成熟，成品率和生产效率高，有效降低了生产成本。

上述改性聚氯乙烯电解质采用PVC（聚氯乙烯）为基底，并复合MCM-48介孔分子筛对PVC进行改性，有效增强了该改性聚氯乙烯电解质膜的吸收电解质和导电的能力。将改性聚氯乙烯电解质膜浸泡于有机电解液中后，能有效的将电解质吸收并保留在该改性聚氯乙烯电解质膜中，从而有效地提高了该改性聚氯乙烯电解质的导电性能。

上述锂离子电池采用上述方法制备的改性聚氯乙烯电解质，由于该改性聚氯乙烯电解质具有高的导电率，从而有效提高了锂离子电池电化学性能，如倍率性能。该改性聚氯乙烯电解质具有的高导电率，有效提高了该锂离子电池的成品率，降低了锂离子电池的生产成本，从而使得该锂离子电池能实现产业化生产。

正是由于该锂离子电池具有优异的电化学性能，从而有效扩大了上述锂离子电池的应用范围。将该锂离子电池在通讯设备、计算机和电动汽车中的应用。

附图说明

图1是发明实施例改性聚氯乙烯电解质的制备方法工艺流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。