[发明专利]一种纤维素/聚氨酯凝胶聚合物电解质及其制备和在锂离子电池中的应用

摘要

本发明公开了一种纤维素/聚氨酯凝胶聚合物电解质体系及其制备方法和在锂离子电池中的应用，该体系由“骨架材料”聚氨酯、纤维素以及电解液组成，聚氨酯与锂盐的质量比为（1～10）：1，纤维素孔径为50～1000纳米，厚度为20～400微米。使用该体系作为锂离子电池电解质，提高了电池的安全性，并且具有高的离子电导率和循环稳定性和高容量，适用于大容量和动力锂离子电池中。

主权项

1.一种纤维素/聚氨酯凝胶聚合物电解质，其特征在于：该电解质包括纤维素膜、聚氨酯、锂盐、有机溶剂；所述的聚氨酯结构为：其中，n= 10～50，R为或，R₁为下列结构中一种或多种：，，，a=5～100 中的任意整数； b=1～50 中的任意整数； c=1～50 中的任意整数，聚氨酯分子量在5 万～40 万之间，其玻璃化转变温度为‑60°C～0°C；该纤维素/聚氨酯凝胶聚合物电解质的制备方法包括如下步骤：（1）取100~500g聚氨酯在120°C真空烘箱中干燥12小时，之后放置在氩气保护的手套箱中备用；（2）在手套箱中，取0.5~5g聚氨酯，加入2~15ml极性溶剂，室温磁力搅拌5h~24h；（3）在样品瓶中分别加入有机溶剂和锂盐，使得锂盐的浓度为0.2mol/L~3mol/L，在手套箱中静置3~24h；（4）待两种溶液都溶解后，取步骤（3）所得溶液放入步骤（2）所得溶液中，使得聚氨酯与锂盐的质量比为1~10:1，室温下磁力搅拌6~36h；（5）取纤维素隔膜平铺在聚四氟乙烯板上，将步骤（4）中的1~15ml 混合溶液倒入纤维素的一侧，用75~600 微米刮刀缓慢均匀的将混合溶液刮在纤维素膜上，之后转移到60°C 烘箱中，干燥5~36 小时；（6）测量步骤（5）获得的凝胶聚合物电解质的厚度，其厚度为20~400 微米。