[发明专利]一种具有创后快速愈合能力的固态电解质的制备方法及其应用

说明书

本发明公开了一种创后快速愈合的固态电解质的制备方法及其应用。其制备方法包括：(1)将两种聚合物基底、电解液、溶剂按照之质量比4：1：5的比例制备成共混液；(2)将共混溶液倒入烧瓶中，磁力搅拌下在控制温度冷凝回流一定时间；(3)采用滴涂的方式将上述反应后的共混液涂覆于锂金属表面，置于超级干燥间，在特定温度下引发原位固化制得固态电解质。本发明所提供固态电解质具有创伤后自愈合能力，体现在该固态电解质在经过刀片划伤，镊子、针头穿刺创伤后能实现快速愈合，恢复到原始状态，依然能够保持固态电解质的完整性和机械性，节省成本。本发明的固态电解质在高能量密度储能器件中具有广泛应用。

技术领域

本发明属于电化学领域，具体涉及一种具有创后快速自愈合能力固态电解质、制备方法及其在高能量密度的能源器件中的应用。

背景技术

固态电池能量密度高、安全性好、体积小等优势明显，使得固态电池成为最有前景的能源电池。固态电解质是固态电池的核心部分，因此成为科研界及各个行业争相研究的对象。固态电解质包含有无机固态电解质和有机聚合物固态电解质，虽在一定程度上抑制了枝晶生长，解决了漏液的安全问题，但是也存在固态电解质被枝晶刺穿的问题，电解质会遭到破坏，继而影响使用寿命；其次，在制备或使用过程中由于外部的受力造成机械损伤继而需要重新加工。为了改进这种不足，研发一种具有创后快速愈合能力的固态电解质，成为业内共同关心的课题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有创后快速愈合能力的固态电解质的制备方法。

本发明的目的还在于提供具有创后快速愈合能力的固态电解质在高能量密度的能源器件中的应用。

具体的，本发明的一种具有创后快速愈合能力的固态电解质的制备方法，包括以下步骤：

（1）将两种聚合物基底、电解液、溶剂按照质量比4：1：5的比例制备

成共混液；

（2）将共混溶液倒入烧瓶中，磁力搅拌下控制温度冷凝回流一定时间；

（3）采用滴涂的方式将上述反应后的共混液涂覆于锂金属表面，置于超

级干燥间，在特定温度下引发原位固化制得固态电解质。

本发明的制备方法中的两种聚合物基底选自：氨基封端的聚二甲基硅氧烷、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯酰胺、聚偏氟乙烯、聚氧乙烯二胺、 浇注型聚氨酯弹性体、聚醚胺D-2000、氨基封端的聚乙二醇、聚丙烯腈、聚环氧乙烷、聚丙烯酸、聚氨酯弹性体、热塑型聚氨酯弹性体、混炼型聚氨酯弹性体、热塑性橡胶、聚氟乙烯中的两种。

本发明的制备方法中，溶剂是二甲基亚砜（简称DMSO）,四氢呋喃（简称THF）,二甲基甲酰胺（简称DMF），二甲基乙酰胺（简称DMAC），氯仿（简称CHCl₃）等有机溶剂中的一种或多种。

本发明的制备方法中，电解液由电解质盐和溶剂组成：电解质盐是所有电池电解液体系中的碱金属盐的一种或多种；溶剂选自酯类和醚类：碳酸乙烯酯、碳酸二乙酯、碳酸丙烯酯、碳酸亚丙酯、碳酸亚乙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯、1,2-二甲氧基乙烷、四氢呋喃、二甲基亚砜、丙酮、N-甲基吡咯酮、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、1，3-二氧戊环、己二醇二甲醚中的一种或多种。

本发明的制备方法中的回流温度为50-300℃，优选110℃。

本发明的制备方法中的回流时间为1-48h，优选24h。

本发明的制备方法中的原位固化温度为50-150℃，优选70℃。

本发明的制备方法中两种聚合物基底的质量比为1:1~~20:1，优选7:1。

本发明的制备方法中的电解质盐浓度为0.1M~~2M，优选1.25M。