[发明专利]阻燃聚合物凝胶电解质及其制备方法、锂电池

说明书

本发明公开了一种阻燃聚合物凝胶电解质，其包括原位聚合的：将锂盐溶解于磷酸酯溶剂形成的基础电解质、甲基丙烯酸甲酯以及热引发剂。所述阻燃聚合物凝胶电解质的制备方法包括步骤：S10、将锂盐加入到磷酸酯溶剂并搅拌混合，形成基础电解质；S20、将甲基丙烯酸甲酯加入到所述基础电解质并搅拌混合，形成第一溶液；S30、将热引发剂加入到所述第一溶液并搅拌混合，形成第二溶液；S40、对所述第二溶液进行加热处理使其中的各个组分原位聚合，获得所述阻燃聚合物凝胶电解质。本发明提供的阻燃聚合物凝胶电解质应用于锂电池中，可以提升锂电池的阻燃性能，并且还可以有效地提高锂电池的循环稳定性。

技术领域

本发明属于锂电池技术领域，尤其涉及一种阻燃聚合物凝胶电解质及其制备方法，还涉及包含所述阻燃聚合物凝胶电解质的锂电池。

背景技术

锂电池具有工作温度范围宽，放电电压平稳，自放电率低，使用寿命长等优点，已被广泛应用于各种领域，特别是航天航空、军事、长寿命仪器仪表、物流追踪、汽车电子、移动数码产品等领域。

锂电池通常是由正极、负极、隔膜、电解质、结构壳体等部分组成。电解质，作为其最重要组成部分之一，不仅担负着在电极间离子传输的作用，而且决定着储能器件的使用电压、循环性能、安全性能以及造价成本等。然而，目前大多数商业化锂电池采用的是液态有机电解质，由于其闪点低，蒸气压低，流动性强，易发生泄漏，且其分解电压低，高压下易发生分解，甚至发生燃烧、爆炸等，存在非常大的安全隐患，因而也限制了其在储能装置方面的应用。

因此，在锂电池技术领域，将液体电解质向凝胶化以及固态化发展并且增强其阻燃性等安全性能是十分必要的。

发明内容

鉴于现有技术存在的不足，本发明提供了一种阻燃聚合物凝胶电解质及其制备方法，其可以提升锂电池的阻燃性能，并且还可以有效地提高锂电池的循环稳定性。

为实现上述发明目的，本发明采用了如下技术方案：

一种阻燃聚合物凝胶电解质，其包括原位聚合的：将锂盐溶解于磷酸酯溶剂形成的基础电解质、甲基丙烯酸甲酯以及热引发剂。

具体地，所述阻燃聚合物凝胶电解质中，所述基础电解质的质量百分比为71.23％～74.81％，所述甲基丙烯酸甲酯的质量百分比为24.94％～28.53％，所述热引发剂的质量百分比为0.14％～0.28％。

具体地，所述基础电解质中，所述锂盐的摩尔分数为3mol/L～7mol/L。

具体地，所述锂盐选自双(氟磺酰)亚胺锂、双三氟甲烷磺酰亚胺锂和双乙二酸硼酸锂中的一种或两种以上。

具体地，所述磷酸酯溶剂选自磷酸三甲酯和磷酸三乙酯中的一种或两种。

具体地，所述热引发剂选自偶氮二异丁腈和过氧苯甲酰中的一种或两种。

本发明还提供了一种如上所述的阻燃聚合物凝胶电解质的制备方法，其包括步骤：

S10、将锂盐加入到磷酸酯溶剂并搅拌混合，形成基础电解质；

S20、将甲基丙烯酸甲酯加入到所述基础电解质并搅拌混合，形成第一溶液；

S30、将热引发剂加入到所述第一溶液并搅拌混合，形成第二溶液；

S40、对所述第二溶液进行加热处理使其中的各个组分原位聚合，获得所述阻燃聚合物凝胶电解质。

具体地，将锂盐加入到磷酸酯溶剂时，在15℃～25℃的温度下搅拌0.5～3h；将甲基丙烯酸甲酯加入到所述基础电解质时，在15℃～25℃的温度下搅拌0.5～2h；将热引发剂加入到所述第一溶液时，在0℃～25℃的温度下搅拌0.5～2h。

具体地，对所述第二溶液进行加热处理时，加热温度为50℃～70℃，加热时间为6～10h。