[发明专利]一种锂电池用新型增塑剂的制备方法

摘要

本发明公开了一种锂离子电池用新型增塑剂的制备方法，该方法包括以下步骤：（1）单体MPEGM和HPEGM的制备；（2）共聚物P(MPEGM-co-HPEGM)的制备；（3）MPEG-Al酯的制备；（4）P(MPEGM-co-HPEGM)/MPEG-Al电解质薄膜的制备。本发明制备的增塑剂具有不燃烧、不挥发的性质，可以有效解决传统增塑剂的挥发性和易燃性带来的锂离子安全问题，且由于其路易斯酸性大，有利于增加锂盐的解离度，显著提高聚合物电解质的离子电导率。

主权项

一种锂离子电池用新型增塑剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤 ：（1）单体MPEGM和HPEGM的制备在500 mL三颈烧瓶中，加入200‑300 mL无水四氢呋喃(THF)、0.1‑0.3 mol聚乙二醇单甲醚(MPEG)或异丁烯醇聚氧乙烯醚(HPEG)，0.12‑0.36 mol三乙胺 (TEA)，在冰水浴条件下冷却到5℃以下，待溶液搅拌均匀后，缓慢滴加入0.12‑0.36mol甲基丙烯酰氯和50‑100mL无水四氢呋喃（THF）的混合溶液，并剧烈搅拌2‑8h后，反应结束，过滤除去反应液中的不溶物，加入少量的二氯甲烷，然后用氢氧化锂稀溶液洗涤至溶液分层，收集下层有机液，在反复用饱和氯化钠水溶液洗涤至固体杂质除去，旋蒸、干燥产品，过滤除去残存的固体杂质后得到淡黄色的油状产品MPEGM或HPEGM；(2)共聚物P(MPEGM‑co‑HPEGM)的制备    按MPEGM350 30‑50wt%和HPEGM 40‑60wt%的比例混合配制40‑50gMPEGM/HPEGM混合单体，待用；    在惰性气体的保护下，在三口烧瓶中加入10‑30 wt%的MPEGM/HPEGM混合单体，0.4‑0.8 g引发剂偶氮二异丁腈和200‑300 mL 无水四氢呋喃；升温到60‑70 ℃并反应20‑30 min，缓慢滴加剩余的混合单体；持续反应3‑6 h后，在反应液中倒入大量的去离子水，将聚合物沉淀并抽滤，用80‑90℃去离子水洗涤数次，并干燥至恒重，放入干燥箱备用；按上述制得的聚合物共聚物中EO单元与锂盐的摩尔比4：1‑6：1称取聚合物共聚物和锂盐，并量取5‑10mL二甲基甲酰胺（DMF）作为溶剂，搅拌均匀至粘稠透明溶液，倒入聚四氟乙烯模具中流延成膜，在50‑60℃烘箱中挥发溶剂10‑15h，再经真空干燥至完全除去膜中残存的DMF后，取出膜，剪切成直径为2‑3cm²大小的圆形薄膜置于干燥箱中备用；（3）MPEG‑Al酯的制备在惰性气体保护下，按摩尔比2‑3:1取不同分子量的聚乙二醇单甲醚(MPEG350，MPEG550，MPEG750)和异丙醇铝加入到三口烧瓶中，然后使反应物在搅拌状态下抽真空并升温到100℃恒温，待反应完全后，得到不同EO单元数的MPEG‑Al酯，然后通入惰性气体，将产品放置到干燥箱中等待检测、备用；　　为表达方便，将不同EO单元数的MPEG‑Al酯缩写如下：(MPEG350)₃‑Al缩写为MPEG₇‑Al，(MPEG550)₃‑Al缩写为MPEG₁₂‑Al，(MPEG750)₃‑Al缩写为MPEG₁₆‑Al；（4）P(MPEGM‑co‑HPEGM)/MPEG‑Al电解质薄膜的制备 在惰性气体的保护下，按P(MPEGM‑co‑HPEGM)40‑60wt%、不同EO单元数的MPEG‑Al酯10‑30wt%、高氯酸锂10‑15wt%、无水四氢呋喃 5‑10wt%的比例加入到锥形瓶中，充分搅拌后，待锂盐完全溶解后，室温抽真空，将四氢呋喃除尽，得到粘稠的黄色液体，将液体倒入聚四氟乙烯的模具中，放入真空烘箱，抽真空，惰性气体保护，40‑60℃下成膜，充分干燥后取出，并剪成直径2‑3cm2大小的圆形电解质膜置于干燥箱中备用,得到的电解质为：P(MPEGM‑co‑HPEGM)/MPEG₇‑Al、P(MPEGM‑co‑HPEGM)/MPEG₁₂‑Al或P(MPEGM‑co‑HPEGM)/MPEG₁₆‑Al。