[发明专利]一种以水为溶剂的生物聚合物电解质的制备方法

说明书

本发明涉及锂离子电池凝胶聚合物电解质领域，具体涉及一种以水为溶剂的生物聚合物电解质的制备方法。本发明制备步骤依次为：1）将醋酸纤维素与羟乙基纤维素和去离子水按照一定比例混合搅拌12h得到混合溶液。2）将尿素、氯化胆碱和甘油按照一定质量比水浴加热溶解至无色透明态得到低共熔溶剂。3）向混合溶液中加入低共熔溶剂共混6h后加入锂盐继续搅拌6h。在室温下将混合溶液倒入培养皿中静置除泡，然后在100℃于真空干燥箱烘干15h制得薄膜。由此法所制的隔膜具有表面形状良好，合成工艺简单，操作便捷，且具有较高电导率等特点。

技术领域

本发明涉及锂离子电池凝胶聚合物电解质领域，具体涉及一种以水为溶剂的生物聚合物电解质的制备方法。

背景技术

锂离子电池具有体积小、重量轻、寿命长以及容量密度高等显著优点。在其发展过程中，由于液态电解质漏液、氧化等引起的爆炸燃烧等安全问题引起了研究者们的广泛重视，凝胶聚合物电解质是一种安全性高、无泄漏的新型聚合物电解质材料，是解决电池安全及环保问题的先进举措。

近些年，锂离子电池已经作便携式移动电源被人们广泛运用，电池中的电解质是组成锂离子电池的关键部分，离子电导率是聚合物电解质的重要参数，离子电导率代表电解质传输离子能力的强弱，影响锂离子的输送。因此，提高电解质的电导率成为了研究热点。

醋酸纤维素和羟乙基纤维素是两种生物质材料，均为纤维素的衍生物，其原料纤维素可直接从自然界中提取，作为聚合物电解质材料的基体具有安全、环保和资源丰富等多个优点，而且溶剂去离子水同样具备以上优点。

21世纪，环保问题和资源匮乏问题得到了全球各个国家的密切关注，使用高性能低损耗的环保新材料已经成为了必然趋势，而醋酸纤维素和羟乙基纤维素以及去离子水满足这些要求，此类聚合物电解质可作为未来锂电池聚合物电解质发展的研究目标之一。

发明内容

本发明解决了传统液态聚合物电解质的安全问题，以及固态电导率低和孔径过大等问题，本发明采用醋酸纤维素和羟乙基纤维素为基体材料，去离子水作为溶剂，低共熔溶剂为添加剂，制备了一种具有较高安全性、高电导率的凝胶聚合物电解质。

一种以水为溶剂的生物聚合物电解质的制备方法，其特征在于是按照以下步骤进行：

步骤一：将醋酸纤维素、羟乙基纤维素和溶剂水混合于烧杯中搅拌12h。

步骤二：将尿素、氯化胆碱和甘油按照一定质量比溶于称量瓶中，水浴加热溶解至无色透明状态。

步骤三：将步骤二所制得低共熔溶剂加入步骤一所得的混合溶液中，搅拌6h后添加锂盐并继续搅拌6h，于室温下放置到培养皿中静置除去气泡，待气泡除尽后将其放进100℃的真空干燥箱中烘干15h后制得薄膜。

附图说明

图1为生物聚合物电解质薄膜的电化学阻抗谱图。

图2为生物聚合物电解质薄膜在2000倍率下的扫描电镜图。

图3为生物聚合物电解质薄膜在5000倍率下的扫描电镜图。

图4为生物聚合物电解质薄膜的照片。

具体实施方式

下面结合最佳的实施例对本发明作进一步说明，但本发明的保护范围并不仅限于以下实施例。

具体实施方式一，一种以水为溶剂的生物聚合物电解质的制备方法，其特征在于按照以下步骤进行：

步骤一：将0.5g醋酸纤维素和0.1g羟乙基纤维素于烧杯中，添加30ml去离子水，搅拌12h。

步骤二：将0.6g尿素、0.4g氯化胆碱和0.2g甘油溶于称量瓶中，进行水浴加热溶解至无色透明状态。