[发明专利]复合电解质膜及其制备方法

说明书

本发明提供了复合电解质膜及其制备方法，其中，制备方法包括：(1)向有机溶剂中加入聚合物和锂盐，搅拌溶解以便得到电解质溶液；(2)将所述电解质溶液涂覆到支撑材料上并进行干燥，以便形成自支撑薄膜；(3)将所述支撑材料上所述自支撑薄膜依次进行加热和冷却后取下；(4)将所述自支撑薄膜与支撑膜进行复合，以便获得所述复合电解质膜。由此，该方法步骤简单，容易操作，可以避免直接在支撑膜上涂覆聚合物电解质导致的支撑膜收缩褶皱，不均一。因此该方法制备得到的复合电解质膜结构均一、平整无褶皱。

技术领域

本发明涉及锂电池技术领域，特别涉及复合电解质膜及其制备方法。

背景技术

锂二次电池以输出功率大、能量密度高、循环性优越、无记忆效应与环境污染等诸多优势在日常生活中广泛应用，成为便携式电子产品的可充电电源的首选对象，也被认为是最具竞争力的车用动力电池。但是锂二次电池使用易燃易挥发的有机液体电解液存在许多安全问题。目前，解决的方法是采用其它电解质材料来代替有机液体电解液，比如聚合物电解质。

然而，在聚合物电解质成膜时存在很大的缺点。例如，电解质膜的机械性能差、容易破碎，导致电池微短路或短路；电解质膜不易取下；因此需要有支撑膜的电解质复合电解质膜来代替。

但制备有支撑膜的聚合物电解质复合膜存在如下问题：在支撑膜上涂覆电解质膜时易收缩，干燥过程导致支撑膜褶皱，且聚合物电解质分布不均匀，无法与支撑膜形成复合电解质膜；电解质膜干燥后不易取下，取下的过程容易破坏电解质薄膜，导致组装的电池微短路或短路。为此需要寻找更好的方法制备有支撑膜的聚合物电解质复合膜。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种制备复合电解质膜的方法和复合电解质膜，采用该方法制备复合电解质膜可以有效解决现有聚合物电解质膜收缩、机械性能差等问题。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

本发明的一个目的在于提出一种制备复合电解质膜的方法，根据本发明的实施例，包括：

(1)向有机溶剂中加入聚合物和锂盐，搅拌溶解以便得到电解质溶液；

(2)将所述电解质溶液涂覆到支撑材料上并进行干燥，以便形成自支撑薄膜；

(3)将所述支撑材料上所述自支撑薄膜依次进行加热和冷却后取下；

(4)将所述自支撑薄膜与支撑膜进行复合，以便获得所述复合电解质膜。

由此，本发明通过单独将聚合物电解质制成自支撑薄膜，然后再与支撑膜进行复合，制备得到复合电解质膜。该方法可以避免直接在支撑膜上涂覆聚合物电解质导致的支撑膜收缩褶皱，不均一。而且该方法步骤简单，容易操作，制备得到复合电解质膜结构均一、平整无褶皱。

进一步地，所述锂盐的加入量为所述电解质溶液的1-80质量％；所述聚合物的加入量为所述电解质溶液的1-99质量％。

进一步地，所述有机溶剂为选自丙酮、四氢呋喃、苯甲醚、甲苯、二甲苯、二氯甲苯、乙腈、丁二腈、二甲基乙酰胺、二甲基甲酰胺、丁酸丁酯、碳酸乙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯、正丙醇、异丙醇、N-甲基吡咯烷酮和吡咯中的至少一种。

进一步地，所述聚合物为选自聚偏氟乙烯、聚偏氟乙烯-六氟丙烯、聚乙烯氧乙烷、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯腈、聚四氟乙烯、聚碳酸丙烯酯、聚碳酸乙烯酯、聚乙酸乙烯酯、聚环氧丙烷、聚氯乙烯、聚酰亚胺、聚丙烯亚胺、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸乙酯、聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸、聚环氧乙烷甲基醚甲基丙烯酸酯、聚乙烯乙二醇、聚二丙烯酸酯、聚乙烯乙二醇而甲基丙烯酸酯、聚乙烯乙二醇甲基丙烯酸酯、聚乙烯乙二醇单甲醚、聚乙烯乙二醇甲醚甲基丙烯酸酯、聚-2-甲基丙烯酸乙氧基乙酯、聚乙烯乙二醇二甲醚、聚-2-乙烯基吡啶和聚醚酰亚胺中的至少一种。