[发明专利]离子液晶/聚咪唑半互穿网络聚合物电解质的制备方法

说明书

本发明涉及电池材料技术领域，提供了一种离子液晶/聚咪唑半互穿网络聚合物电解质的制备方法。该方法以咪唑类液体(MOBIm‑BF₄)、聚乙二醇二丙烯酸酯(PEGDA)、离子液晶([Cmim]BF₄)和四氟硼酸锂(LiBF₄)为原料，在有机溶剂中，并且在光引发剂参与的条件下，通过紫外光照固化成膜，干燥后得到交联聚合成半互穿网络的全固态聚合物电解质。可以先将MOBIm‑BF₄进行光引发聚合，得到聚咪唑；再将聚咪唑与PEGDA、[Cmim]BF₄及LiBF₄共混后进行光引发聚合。也可以先将MOBIm‑BF₄、[Cmim]BF₄、LiBF₄进行光引发聚合；再加入PEGDA进行共混后进行光引发聚合。该方法简单高效，适于工业应用。且本发明制备的离子液晶/聚咪唑半互穿网络聚合物电解质的电导率最高可达10^‑5S cm^‑1。

技术领域

本发明涉及电池材料技术领域，具体涉及全固态聚合物电解质的制备工艺。

背景技术

锂离子电池是20世纪90年代出现的绿色高能电池，并且在能源化学与材料化学领域备受关注。电解质是锂离子电池的关键材料。全固态聚合物作为电解质应用于锂离子电。因其较高的电导率、易加工、安全、及无污染等优点，得到了研究界的研究人的关注跟重视。再加上人们的环保意识的不断增强，所以聚合物电解质的研究势在必行。

依据现有的比较流行的分类方式，可将聚合物电解质分为三类：干态聚合物电解质、凝胶聚合物电解质及无机粉末复合性聚合物电解质。干态聚合物电解质的研究种类已经非常的广泛及深入了，PEO(聚环氧乙烷)因具有良好的机械性能、化学稳定性及部分链段的柔软性已成为最具有研究意义的集中聚合物本体之一。但是，存在的缺点是室温下的电导率仅为10^-7s cm^-1。凝胶聚合物电解质主要是在固态聚合物电解质中溶入一定量的极性有机小分子溶剂而构成的聚合物电解质体系。PAN(聚丙烯腈)分子链中因不含氧原子，而且PAN体系凝胶电解质中的锂盐、溶剂均可达到分子水平的分散形成均匀相，使得迁移数较PEO体系大。但是通过很多研究证明，PAN的含量对电导率的影响不大，而且PAN链仅起到维持骨架稳定的作用。无机粉末复合性聚合物电解质是指在聚合物机制中加入无机粉末填充材料，可改善聚合物电解质的离子电导率。PEO依旧作为最受欢迎的有机材料，应用于该类研究，同时无机粉末比如SiO₂、Li₃N、Al₂O₃、TiO₂、LiAlO₂、沸石及蒙脱石等为无机填料。