[发明专利]一种含生物类材料的全固态聚合物电解质膜的制备方法

说明书

本发明公开了一种含生物类材料的全固态聚合物电解质膜的制备方法，它涉及一种制备锂离子电池电解质薄膜的方法。具体是取淀粉、邻苯二甲酸酐、吡啶和溶剂，按一定的比例混合，在80℃的水浴条件下共混搅拌3~4小时，然后用异丙醇使邻苯二甲酸淀粉酯析出，接着在真空干燥箱中干燥24小时，最后把邻苯二甲酸淀粉酯用研钵磨成粉待用。接着称取聚偏氟乙烯、改性淀粉、锂盐和溶剂，按一定的比例共混搅拌成均一溶液，然后在真空干燥箱中干燥1小时，得到全固态聚合物电解质膜。本发明制备的全固态聚合物电解质膜具有良好的电化学性能，实验过程简单，适用范围广，具有极大应用价值。

技术领域

本发明涉及的是一种锂离子电池领域的技术，具体是一种含生物类材料的全固态聚合物电解质膜的制备方法。

背景技术

锂离子电池因为良好的安全性、优秀的能量密度和非常稳定的充放电循环性能而受到了人们的广泛关注和研究，电解质是锂离子电池中最重要的组成部分之一，其主要的作用是确保锂离子的通过和阻止电子的穿过，电解质根据其物理形态可以分为液态电解质、凝胶电解质和固态电解质，但是由于液态电解质和凝胶电解质中含有液体，因此做成的电池就有了安全隐患，近些年来人们开始致力于发展更加安全的固态电解质。

传统聚合物电解质基本上是石油化工产物，如聚甲基丙烯酸甲酯、聚偏氟乙烯、聚丙烯腈、聚环氧乙烷等，而这类高分子聚合物因为是石油化工产物，不但难分解，而且成本上不太便宜，因此探究一些替代材料在近些年来十分热门，近些年来人们开始探究生物系材料，生物系材料主要有蛋白、纤维素、淀粉和甲壳素等。

发明内容

本发明的目的是为了添加生物类材料而制备一种成本更低且更环保的全固态聚合物电解质膜。

本发明的一种含生物类材料的全固态聚合物电解质膜的制备方法，是按照以下步骤进行的：

步骤一：邻苯二甲酸淀粉酯的制备

取淀粉、邻苯二甲酸酐、吡啶和溶剂，按一定的比例混合，在80℃的水浴条件下共混搅拌3~4小时，然后用异丙醇使邻苯二甲酸淀粉酯析出，接着在真空干燥箱中干燥24小时，最后把邻苯二甲酸淀粉酯用研钵磨成粉待用；

步骤二：全固态聚合物电解质膜的制备

称取聚偏氟乙烯、邻苯二甲酸淀粉酯、锂盐和溶剂，按一定的比例共混搅拌成均一溶液，把搅拌均匀的溶液浇铸到玻璃板，然后在真空干燥箱中干燥1小时，即可得到聚合物电解质膜。

本发明包含以下有益效果：

与现有技术相比，本发明添加了绿色环保的生物系材料，因其来源主要是生物界的众多植物，这使得了材料获取方便和成本十分低廉，并且本发明采用的制膜技术是最为简单的浇铸法，因此非常适用于工业生产。

附图说明

图1是电解质膜的图片。

图2是全固态聚合物电解质膜的电导率。

图3是全固态聚合物电解质膜的扫描电子显微镜图和锂离子传输原理。

图4是全固态聚合物电解质膜的稳定窗口。

图5是Li/电解质膜/LiFePO₄的循环伏安曲线图。

图6是Li/电解质膜/LiFePO₄的充放电测试。

具体实施方式

具体实施方式一：本实施方式的一种含生物类材料的全固态聚合物电解质膜的制备方法，是按照以下步骤进行的：

步骤一：邻苯二甲酸淀粉酯的制备

取淀粉、邻苯二甲酸酐、吡啶和溶剂，按一定的比例混合，在80℃的水浴条件下共混搅拌3~4小时，然后用异丙醇使邻苯二甲酸淀粉酯析出，接着在真空干燥箱中干燥24小时，最后把邻苯二甲酸淀粉酯用研钵磨成粉待用；