[发明专利]复合凝胶聚合物电解质膜及其在锂离子电池中的应用

说明书

本发明公开了一种复合凝胶聚合物电解质膜及其在锂离子电池中的应用。所述复合凝胶聚合物电解质膜包括聚合物电解质膜和涂覆在聚合物电解质膜表面的锂盐聚合物浆料，所述锂盐聚合物浆料包括锂盐、聚合物单体和引发剂，所述锂盐聚合物浆料在聚合物电解质膜表面原位聚合形成复合凝胶聚合物电解质膜。本发明通过锂盐聚合物浆料在聚合物电解质膜表面原位聚合的方法，得到了一种复合凝胶聚合物电解质膜，从而改善了聚合物电解质膜与正负极之间的接触，降低了阻抗，提高了固态锂离子电池在低温环境下的性能。

技术领域

本发明属于锂离子电池技术领域，具体涉及一种复合凝胶聚合物电解质膜及其在锂离子电池中的应用。

背景技术

近几年，随着电动汽车行业的快速发展，国家及企业对二次电池的能量密度、循环及其安全性提出了更高的要求。现在电动汽车普遍使用的为锂离子电池，锂离子电池具有较高的能量密度、工作电压高、寿命长等特点，然而锂离子电池的电解质大多为液体电解质，在使用过程中会发生漏液、燃烧、分解甚至爆炸的危险，严重影响人身及财产安全。固态电解质可以克服液态电解质的以上缺点，又具有独特的安全性及稳定性，因而固态电解质取代传统液体有机电解液的全固态锂电池吸引越来越多人的关注。

固态电解质主要研究方向为聚合物电解质、氧化物电解质及硫化物电解质，聚合物电解质相对于其他两种电解质，制备方法简单，率先实现产业化。但是，聚合物电解质的应用主要还存在如下几个问题：(1)固态电解质与正负极之间的接触问题导致过大的界面阻抗；(2)在低温(0℃以下)的性能较差。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种复合凝胶聚合物电解质膜及其在锂离子电池中的应用，改善聚合物电解质膜与正负极之间的接触，降低阻抗，改善固态锂离子电池在低温环境下的性能表现。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

本发明公开了一种复合凝胶聚合物电解质膜，所述复合凝胶聚合物电解质膜包括聚合物电解质膜和涂覆在聚合物电解质膜表面的锂盐聚合物浆料，所述锂盐聚合物浆料包括锂盐、聚合物单体和引发剂，所述锂盐聚合物浆料在聚合物电解质膜表面原位聚合形成复合凝胶聚合物电解质膜。

作为优选的技术方案，所述聚合物电解质膜由聚(偏二氟乙烯-co-六氟丙烯)和锂盐在有机溶剂中混合后烘干得到。

作为优选的技术方案，所述聚合物电解质膜中还包括锂镧锆氧。

作为优选的技术方案，所述聚合物单体包括1,3-二氧戊环类聚合物单体、丙烯酸酯类聚合物单体、乙烯酯类聚合物单体中的一种或几种。

作为优选的技术方案，所述锂盐为双三氟甲基磺酸亚酰胺锂、双氟磺酰亚胺锂、六氟磷酸锂、六氟硼酸锂中的一种或几种。

作为优选的技术方案，所述引发剂为六氟磷酸锂、偶氮二异丁腈、三氟甲磺酸铝中的一种或几种。

作为优选的技术方案，所述锂盐聚合物浆料还包括氟代碳酸乙烯酯和锂镧锆氧。

作为优选的技术方案，引发所述锂盐聚合物浆料在聚合物电解质膜表面原位聚合的方式为加热。

本发明还公开了所述的复合凝胶聚合物电解质膜在锂离子电池中的应用，在聚合物电解质膜表面涂覆锂盐聚合物浆料，然后与正极、负极一起组装成锂离子电池，并且加热引发聚合。

本发明的有益效果在于：

本发明通过锂盐聚合物浆料在聚合物电解质膜表面原位聚合的方法，得到了一种复合凝胶聚合物电解质膜，从而改善了聚合物电解质膜与正负极之间的接触，降低了阻抗，提高了固态锂离子电池在低温环境下的性能。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本发明提供如下附图进行说明：