[发明专利]一种聚氨酯固态电解质及其制备方法与应用有效

专利信息
申请号: 202111682358.3 申请日: 2021-12-30
公开(公告)号: CN114195978B 公开(公告)日: 2023-06-20
发明(设计)人: 崔庆实;张淑雅;萧景驰;黄泽熹;王杰;袁黎光;杨小牛 申请(专利权)人: 广东粤港澳大湾区黄埔材料研究院
主分类号: C08G18/66 分类号: C08G18/66;C08G18/48;C08G18/32;H01M10/0565;H01M10/0525
代理公司: 广州市华学知识产权代理有限公司 44245 代理人: 宫爱鹏
地址: 510530 广*** 国省代码: 广东;44
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摘要:
搜索关键词: 一种 聚氨酯 固态 电解质 及其 制备 方法 应用
【说明书】:

发明属于锂电池领域,公开了一种聚氨酯固态电解质及其制备方法与应用。所述固态电解质的组分包括:异氰酸酯,聚醚多元醇,催化剂,有机金属铬MOF,扩链剂Ⅰ,扩链剂Ⅱ,锂盐和有机溶剂。本发明聚氨酯固态电解质制备的锂离子固态电池具有较高的离子电导率和较高的锂离子迁移数;同时,具有高倍率性能和长效循环稳定性能。本发明所用原料容易获得,合成操作简单,适合工业化生产应用。

技术领域

本发明属于锂电池领域,涉及一种聚氨酯固态电解质及其制备方法与应用。

背景技术

锂离子电池是目前手机、笔记本电脑等数码产品中应用最广泛的电池,其组成包括正极、隔膜、负极和电解液。现有的锂离子电池主要以液体电解液以及凝胶电解液为主,然而液体电解液以及凝胶电解质都存在易燃易爆炸等风险,因此开发安全性能更高的锂离子固态电池十分必要。然而现有的固态电池存在界面性能差,离子电导率不高,锂离子迁移数不足等问题,严重影响锂离子固态电池的电性能。

发明内容

本发明提供一种聚氨酯固态电解质,解决了固态电池离子电导性差和锂离子迁移数差等问题;同时,还提高了锂离子固态电池的倍率性能和长效循环稳定性能。

本发明的技术方案如下:

一种聚氨酯固态电解质,包括以下重量份的原料:

异氰酸酯 60-120份

聚醚多元醇 100-400份

催化剂 1-15份

有机金属铬MOF 10-40份

扩链剂Ⅰ 1-10份

扩链剂Ⅱ 4-40份

锂盐 100-150份

溶剂 400-700份。

优选地,包括以下重量份的原料:

异氰酸酯 75-115份

聚醚多元醇 200-300份

催化剂 5-10份

有机金属铬MOF 20-30份

扩链剂Ⅰ 2-8份

扩链剂Ⅱ 8-32份

锂盐 110-140份

溶剂 500-650份。

优选地,所述有机金属铬MOF为MIL-101(Cr)。

优选地,所述扩链剂Ⅰ为吡咯烷基二氨基嘧啶氧化物,扩链剂Ⅱ为MOCA。

优选地,所述催化剂为二月桂酸二丁基锡、二丁基二氯化锡和辛酸亚锡中的一种或两种以上;所述锂盐为LITFSI;所述聚醚多元醇为PPG。

优选地,所述聚醚多元醇为PPG1000、PPG 1500、PPG 2000、PPG 3000、PPG 4000、PPG 6000和PPG 8000中的一种或两种以上。

优选地,所述溶剂为二甲基甲酰胺(DMF)、甲苯、乙酸乙酯和四氢呋喃中的一种。

所述聚氨酯固态电解质的制备方法,包括以下步骤:

(1)在保护气氛下,将全部原料混合后,超声分散;

(2)将上述溶液在手套箱内制备得到聚氨酯固态电解质。

优选地,所述超声分散的条件为:温度70±10℃下,转速800±200rpm,时间30±15分钟。

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