凝膠聚合物電解質(zhì)的制備方法、凝膠聚合物電解質(zhì)及應(yīng)用
1.本發(fā)明涉及鋰電池技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種凝膠聚合物電解質(zhì)的制備方法、凝膠聚合物電解質(zhì)及應(yīng)用。
背景技術(shù)：
2.目前，全球性工業(yè)生產(chǎn)快速，石油、煤炭等化石能源被大量消耗，這造成了不可逆轉(zhuǎn)的環(huán)境破壞，環(huán)境友好型能源系統(tǒng)的發(fā)展勢在必行。與此同時，移動電子設(shè)備與電動汽車的快速發(fā)展也對人類現(xiàn)有的能源系統(tǒng)帶來巨大挑戰(zhàn)，設(shè)計和開發(fā)新一代可再生的清潔能源體系已經(jīng)成為了人類面臨的重要考驗。在現(xiàn)有的儲能體系中，應(yīng)用最為廣泛的便是鋰離子電池，其眾多的優(yōu)點，如對環(huán)境友好、循環(huán)壽命長等使其在便攜儲能系統(tǒng)中占有一席之地。20世紀(jì)初，日本索尼公司成功大規(guī)模投產(chǎn)可充電鋰離子電池，自此，人類開始進(jìn)入儲能發(fā)展的快速階段。但是，令人擔(dān)心的是，在使用過程中，目前的鋰離子電池存在著系統(tǒng)熱失控等眾多無法避免的安全問題；更令人擔(dān)憂的是，傳統(tǒng)鋰離子電池的能量密度也即將達(dá)到理論極限，無法滿足生產(chǎn)生活對更高能量密度和更高功率密度的儲能設(shè)備的需要。
3.在當(dāng)前環(huán)境與能源形勢下，解決當(dāng)前問題的理想策略之一是從電解液角度進(jìn)行電池系統(tǒng)優(yōu)化——將傳統(tǒng)液態(tài)電解質(zhì)轉(zhuǎn)換為固態(tài)電解質(zhì)。這是因為固態(tài)電解質(zhì)在開發(fā)鋰金屬及其他高容量正極材料方面展現(xiàn)出更大的優(yōu)勢。根據(jù)體系狀態(tài)，聚合物固態(tài)電解質(zhì)體系可細(xì)分為兩大類——凝膠聚合物電解質(zhì)和全固態(tài)聚合物電解質(zhì)。二者不同之處在于，在全固態(tài)體系中，原料僅有聚合物單體和能夠溶于其中并且保持離子運輸能力的鋰鹽。該體系對離子傳輸?shù)倪^程是：首先，鋰鹽發(fā)生解離并形成自由移動的電子；接下來，借助于聚合物分子鏈的運動，實現(xiàn)離子傳輸。相較于全固態(tài)聚合物電解質(zhì)，由于凝膠聚合物電解質(zhì)是具有可以有效儲存有機電解液的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的，因此，能夠兼容液態(tài)、固態(tài)電解質(zhì)的優(yōu)勢，因而，在目前的生產(chǎn)生活中，能較好地達(dá)到對于鋰電池的充放電要求，有望成為下一代商用鋰電池的電解質(zhì)。
4.然而，上述的方法制造的鋰電池電解質(zhì)，單一聚合物基體制備的凝膠聚合物電解質(zhì)性能不佳，導(dǎo)電率低，鋰離子遷移數(shù)低，循環(huán)性能差，無法滿足生產(chǎn)生活的儲能要求。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
5.針對以上相關(guān)技術(shù)的不足，本發(fā)明提出一種室溫電導(dǎo)率高，鋰離子遷移數(shù)高，電化學(xué)穩(wěn)定窗口高，且循環(huán)性能好的凝膠聚合物電解質(zhì)的制備方法。
6.為了解決上述技術(shù)問題，第一方面，本發(fā)明提供了一種凝膠聚合物電解質(zhì)的制備方法，所述制備方法包括以下步驟：
7.步驟s1、采用靜電紡絲方法制備pan纖維膜、pvdf纖維膜、pvdf-hfp纖維膜、pva纖維膜、pvp纖維膜、pmma纖維膜、pu纖維膜中的一種或多種作為支撐體膜備用，將所述支撐體膜干燥得到支撐體纖維膜；
8.步驟s2、通過裁片機將干燥后的整片所述支撐體纖維膜裁成所需大小，并放入充
氬氣套箱中備用；
9.步驟s3、將預(yù)設(shè)量四丙烯酸異戊四酯、2,2,2,3,3,3-六氟丁酯、引發(fā)劑、有機電解液加入到洗凈干燥的試劑瓶中，充分?jǐn)嚢璧玫角膀?qū)體溶液；
10.步驟s4、將組裝扣式電池所需的鋰片、正極材料、鋼片和彈片，依次放入正極殼中，并在所述鋰片表面放上所述支撐體纖維膜；
11.步驟s5、將所述前驅(qū)體溶液滴加到所述支撐體纖維膜上，加熱引發(fā)自由基聚合，原位生成凝膠聚合物電解質(zhì)。
12.優(yōu)選的，在所述步驟s1中，所述靜電紡絲的參數(shù)包括施加電壓、紡絲接收滾筒速率、紡絲溫度和紡絲液推注速率，其中，所述施加電壓為20kv，所述紡絲接收滾筒速率為300r/min，所述紡絲溫度為室溫，所述紡絲液推注速率為0.8ml/h。
13.優(yōu)選的，在所述步驟s1中，紡絲結(jié)束后，將支撐體膜轉(zhuǎn)移至真空干燥箱中，真空干燥除去多余的有機溶劑，得到支撐體纖維膜。
14.優(yōu)選的，在所述步驟s2中，充氬手套箱的水分≤0.01ppm，氧氣≤0.01ppm。
15.優(yōu)選的，所述步驟s3的具體包括以下子步驟：
16.先將一定量所述四丙烯酸異戊四酯、2,2,2,3,3,3-六氟丁酯、引發(fā)劑加入到試劑瓶中，控制試劑瓶中水份和氧份值在預(yù)定值后，再向所述試劑瓶中加入有機電解液，室溫條件下，充分?jǐn)嚢璧玫角膀?qū)體溶液。
17.優(yōu)選的，所述四丙烯酸異戊四酯和所述2,2,2,3,3,3-六氟丁酯的加入質(zhì)量比為3:2；所述有機電解液的加入量為60％-95％。
18.優(yōu)選的，在所述步驟s4中，通過用移液移取一定量前驅(qū)體溶液滴加在pan膜上，待所述前驅(qū)體溶液充分浸入聚丙烯腈纖維膜后依次放上鋼片、彈片和負(fù)極殼，利用扣式電池封口機將組裝完成的扣式電池進(jìn)行密封；所述組裝扣式電池是在充氬手套箱中進(jìn)行的，充氬手套箱的水分≤0.01ppm，氧氣≤0.01ppm。
19.優(yōu)選的，在所述步驟s5中，熱引發(fā)前驅(qū)體溶液在扣式電池內(nèi)部形成凝膠聚合物電解質(zhì)的溫度為60℃。
20.第二方面，本發(fā)明實施例提供了一種凝膠聚合物電解質(zhì)，所述凝膠聚合物電解質(zhì)由上述的方法制成。
21.第三方面，本發(fā)明實施例提供凝膠聚合物電解質(zhì)的應(yīng)用，所述凝膠聚合物電解質(zhì)的應(yīng)用于扣式電池。
22.與相關(guān)技術(shù)相比，本發(fā)明通過步驟s1-步驟s5的制備方法制備凝膠聚合物電解質(zhì)，該方法簡單，易于操作；相較于傳統(tǒng)的非原位制備技術(shù)(如澆注法等)，本發(fā)明采用的制備方法可以有效避免產(chǎn)生大量有機廢液、廢氣，對環(huán)境污染小，有望進(jìn)行工業(yè)大規(guī)模投產(chǎn)；同時，制得的凝膠聚合物電解質(zhì)，其電化學(xué)穩(wěn)定窗口值高，室溫電導(dǎo)率高，鋰離子遷移數(shù)高，循環(huán)性能好；此外，本發(fā)明制備的富氟凝膠聚合物電解質(zhì)，有助于在凝膠聚合物電解質(zhì)-正極之間形成穩(wěn)固的界面膜(cei)，有效緩解ncm811等富鎳高壓材料在循環(huán)過程中存在的體積膨脹問題。
附圖說明
23.下面結(jié)合附圖詳細(xì)說明本發(fā)明。通過結(jié)合以下附圖所作的詳細(xì)描述，本發(fā)明的上
述或其他方面的內(nèi)容將變得更清楚和更容易理解。附圖中：
24.圖1為本發(fā)明凝膠聚合物電解質(zhì)的制備方法的流程圖；
25.圖2是實施例1得到的gpe3:2的sem圖；
26.圖3是實施例1得到的gpe3:2的電化學(xué)穩(wěn)定性測試圖；
27.圖4是實施例1得到的gpe3:2組裝電池首次充放電容量曲線；
28.圖5是實施1得到的gpe 3:2的電導(dǎo)率測試曲線圖；
29.圖6是實施1得到的gpe 3:2組裝電池1c倍率長循環(huán)測試曲線；
30.圖7是實施例2得到的gpe1:1的sem圖；
31.圖8是實施例2得到的gpe1:1的電化學(xué)穩(wěn)定性測試圖；
32.圖9是實施例2得到的gpe1:1組裝電池首次充放電容量曲線；
33.圖10是實施1得到的gpe 1:1的電導(dǎo)率測試曲線圖；
34.圖11是實施例3得到的pe-gpe組裝電池恒流充放電測試曲線。
具體實施方式
35.下面結(jié)合附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的具體實施方式。
36.在此記載的具體實施方式/實施例為本發(fā)明的特定的具體實施方式，用于說明本發(fā)明的構(gòu)思，均是解釋性和示例性的，不應(yīng)解釋為對本發(fā)明實施方式及本發(fā)明范圍的限制。除在此記載的實施例外，本領(lǐng)域技術(shù)人員還能夠基于本技術(shù)權(quán)利要求書和說明書所公開的內(nèi)容采用顯而易見的其它技術(shù)方案，這些技術(shù)方案包括采用對在此記載的實施例的做出任何顯而易見的替換和修改的技術(shù)方案，都在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
37.實施例1
38.如圖1-圖6所示，本發(fā)明提供一種凝膠聚合物電解質(zhì)的制備方法，所述制備方法包括以下步驟：
39.步驟s1、采用靜電紡絲方法制備pan纖維膜(聚丙烯腈纖維膜)、pvdf纖維膜(聚偏氟乙烯纖維膜)、pvdf-hfp纖維膜(聚(偏二氟乙烯-co-六氟丙烯))、pva纖維膜(聚乙烯醇膜)、pvp纖維膜(聚乙烯吡咯烷酮膜)、pmma纖維膜(聚甲基丙烯酸甲酯膜)、pu纖維膜(聚氨酯膜)中的一種或多種作為支撐體膜備用，將所述支撐體膜干燥得到支撐體纖維膜。
40.具體的，向n,n-二甲基甲酰胺溶液中加入pan粉末、pvdf粉末、pvdf-hfp粉末、pva粉末、pvp粉末、pmma粉末、pu粉末中的一種，室溫下攪拌制備電紡絲溶液。用注射器取用一定量電紡絲溶液，利用靜電紡絲技術(shù)制備pan纖維膜、pvdf纖維膜、pvdf-hfp纖維膜、pva纖維膜、pvp纖維膜、pmma纖維膜、pu纖維膜中的一種或多種作為支撐體膜備用。
41.優(yōu)選的，在所述步驟s1中，所述靜電紡絲的技術(shù)參數(shù)包括施加電壓、紡絲接收滾筒速率、紡絲溫度和紡絲液推注速率，其中，所述施加電壓為20kv，所述紡絲接收滾筒速率為300r/min，所述紡絲溫度為室溫，紡絲液推注速率為0.8ml/h。
42.優(yōu)選的，在所述步驟s1中，紡絲結(jié)束后，將支撐體膜轉(zhuǎn)移至真空干燥箱中，真空干燥除去多余的有機溶劑，得到支撐體纖維膜。
43.步驟s2、通過裁片機將干燥后的整片所述支撐體纖維膜裁成所需大小，并放入充氬氣套箱中備用。
44.優(yōu)選的，在所述步驟s2中，充氬手套箱的水分≤0.01ppm，氧氣≤0.01ppm。
45.步驟s3、將預(yù)設(shè)量四丙烯酸異戊四酯、2,2,2,3,3,3-六氟丁酯、引發(fā)劑、有機電解液加入到洗凈干燥的試劑瓶中，充分?jǐn)嚢璧玫角膀?qū)體溶液。使得獲得的前驅(qū)體溶液混合均勻，反應(yīng)效果好。
46.優(yōu)選的，所述步驟s3的具體包括以下子步驟：先將一定量所述四丙烯酸異戊四酯、2,2,2,3,3,3-六氟丁酯、引發(fā)劑加入到試劑瓶中，控制試劑瓶中水份和氧份值在預(yù)定值后，再向所述試劑瓶中加入有機電解液，室溫條件下，充分?jǐn)嚢璧玫角膀?qū)體溶液。
47.優(yōu)選的，所述四丙烯酸異戊四酯和所述2,2,2,3,3,3-六氟丁酯的加入質(zhì)量比為3:2；所述有機電解液的加入量為60％-95％。
48.步驟s4、將組裝扣式電池所需的鋰片、正極材料、鋼片和彈片，依次放入正極殼中，并在所述鋰片表面放上所述支撐體纖維膜。
49.優(yōu)選的，在所述步驟s4中，支撐體纖維膜選用的是pan膜。通過用移液移取一定量前驅(qū)體溶液滴加在pan膜上，待所述前驅(qū)體溶液充分浸入聚丙烯腈纖維膜后依次放上鋼片、彈片和負(fù)極殼，利用扣式電池封口機將組裝完成的扣式電池進(jìn)行密封；所述組裝扣式電池是在充氬手套箱中進(jìn)行的，充氬手套箱的水分≤0.01ppm，氧氣≤0.01ppm。
50.步驟s5、將所述前驅(qū)體溶液滴加到所述支撐體纖維膜上，加熱引發(fā)自由基聚合，原位生成凝膠聚合物電解質(zhì)。
51.優(yōu)選的，在所述步驟s5中，熱引發(fā)前驅(qū)體溶液在扣式電池內(nèi)部形成凝膠聚合物電解質(zhì)的溫度為60℃。對密封完成的扣式電池進(jìn)行加熱，引發(fā)前驅(qū)體溶液的原位聚合反應(yīng)，生成界面相容性好的凝膠聚合物電解質(zhì)gpe3:2。其中，加熱的溫度是60℃。
52.圖2為制備的gpe3:2的sem圖，如sem圖所示，制備的gpe3:2仍保持著聚丙烯腈纖維膜的骨架結(jié)構(gòu)，這將有助于鋰離子傳輸。
53.電化學(xué)穩(wěn)定測試采用鋼對稱電池進(jìn)行，其中，工作電極和參比電極均采用鋼片，對其進(jìn)行測試，得到lsv曲線。圖3表明：gpe3:2的電化學(xué)穩(wěn)定窗口值高達(dá)5.35v。圖5測試結(jié)果顯示，gpe在30℃測試溫度下的離子電導(dǎo)率達(dá)到4.06
×
10-3
s cm-2
。
54.全電池按照正極殼-正極-聚丙烯腈纖維膜-負(fù)極-彈片-鋼片-負(fù)極殼的順序進(jìn)行組裝，并對其首圈充放電容量進(jìn)行測試，測試結(jié)果如圖4所示。其中，正極采用鎳鈷錳三元材料，其中，鎳、鈷、錳元素的質(zhì)量比為8:1:1。圖4測試結(jié)果表明：室溫條件下，以正極材料0.1c恒流放電時，首圈庫倫效率可以達(dá)到91.36％。圖6測試結(jié)果表明：室溫條件下，以正極材料1c恒流充放電測試300圈，容量保持率為76％。
55.實施例2
56.本發(fā)明涉及一種凝膠聚合物電解質(zhì)的制備方法，包括以下步驟：
57.步驟s1：向n,n-二甲基甲酰胺溶液中加入pan粉末、pvdf粉末、pvdf-hfp粉末、pva粉末、pvp粉末、pmma粉末、pu粉末中的一種，室溫下攪拌制備電紡絲溶液。用注射器取用一定量電紡絲溶液，利用靜電紡絲技術(shù)制備pan纖維膜、pvdf纖維膜、pvdf-hfp纖維膜、pva纖維膜、pvp纖維膜、pmma纖維膜、pu纖維膜中的一種或多種作為支撐體膜備用。其中，靜電紡絲的技術(shù)參數(shù)是：施加電壓：20kv，紡絲接收滾筒速率：300r/min，紡絲溫度：室溫，紡絲液推注速率：0.8ml/h。紡絲結(jié)束后，快速將紡絲纖維膜轉(zhuǎn)移至真空干燥箱中，真空干燥除去多余的有機溶劑。
58.步驟s2：利用裁片機將干燥后的整片聚丙烯腈纖維膜裁成所需大小，放入充氬手
套箱中備用。其中，充氬手套箱的水分＜0.01ppm，氧氣＜0.01ppm。
59.步驟s3：向試劑瓶中加入一定量的四丙烯酸異戊四酯、2,2,2,3,3,3-六氟丁酯，其中，二者加入量的比例是1:1。再向試劑瓶中加入少量引發(fā)劑，其中，加入的引發(fā)劑是常用的自由基聚合引發(fā)劑偶氮二異。最后，向試劑瓶中加入一定量的有機電解液，其中，有機電解液的加入量為60％～95％。室溫下攪拌形成前驅(qū)體溶液備用。
60.步驟s4：將組裝扣式電池所需鋰片、正極材料、鋼片、彈片、依次放入正極殼中，在鋰片表面放上支撐體纖維膜，其中，支撐體纖維膜選用的是pan膜。用移液移取一定量前驅(qū)體溶液滴加在pan膜上，其中，需待前驅(qū)體溶液充分浸入聚丙烯腈纖維膜后方可依次放上鋼片、彈片和負(fù)極殼。利用扣式電池封口機將組裝完成的扣式電池進(jìn)行密封。其中，組裝扣式電池是在充氬手套箱中進(jìn)行的，充氬手套箱的水分＜0.01ppm，氧氣＜0.01ppm。
61.步驟s5：對密封完成的扣式電池進(jìn)行加熱，引發(fā)前驅(qū)體溶液的原位聚合反應(yīng)，生成界面相容性好的凝膠聚合物電解質(zhì)gpe1：1。其中，加熱的溫度是60℃。
62.圖7為制備的gpe1:1的sem圖，如sem圖所示，制備的gpe1:1表面與gpe3:2表面相似，保持了聚丙烯腈的纖維結(jié)構(gòu)，且無明顯孔洞。
63.電化學(xué)穩(wěn)定測試采用鋼對稱電池進(jìn)行，其中，工作電極和參比電極均采用鋼片，對其進(jìn)行測試，得到lsv曲線。圖8表明：gpe1:1的電化學(xué)穩(wěn)定窗口值達(dá)4.8v。圖10測試結(jié)果顯示，gpe在30℃測試溫度下的離子電導(dǎo)率達(dá)到3.59
×
10-3
s cm-2
64.全電池按照正極殼-正極-聚丙烯腈纖維膜-負(fù)極-彈片-鋼片-負(fù)極殼的順序進(jìn)行組裝，并對其首圈充放電容量進(jìn)行測試，測試結(jié)果如圖所示。其中，正極采用鎳鈷錳三元材料，其中，鎳、鈷、錳元素的質(zhì)量比為8:1:1。圖9測試結(jié)果表明：室溫條件下，以正極材料0.1c恒流放電時，首圈庫倫效率可以達(dá)到89.19％。
65.實施例3
66.本發(fā)明涉及一種凝膠聚合物電解質(zhì)的制備方法，包括以下步驟：
67.步驟s1：將潔凈的商用pp膜、pe膜進(jìn)行干燥，備用。其中，選用商用聚乙烯膜(pe膜)、商用聚丙烯膜(pp膜)中的一種或多種作為凝膠聚合物電解質(zhì)的支撐體。
68.步驟s2：利用裁片機將干燥后的整片備用膜裁成所需大小，放入充氬手套箱中儲存。其中，充氬手套箱的水分＜0.01ppm，氧氣＜0.01ppm。
69.步驟s3：向試劑瓶中加入一定量的四丙烯酸異戊四酯、2,2,2,3,3,3-六氟丁酯，少量引發(fā)劑。最后，向試劑瓶中一定量的有機電解液，相似地，有機電解液的加入量為60％～95％。
70.步驟s4：將組裝扣式電池所需鋰片、鋼片、彈片、依次放入正極殼中，在鋰片表面放上支撐體膜，其中，選用的是pp膜、pe膜中的一種。用移液移取一定量前驅(qū)體溶液滴加在支撐體膜上，其中，需待前驅(qū)體溶液充分浸入支撐體膜后方可依次放上鋼片、彈片和負(fù)極殼。利用扣式電池封口機將組裝完成的扣式電池進(jìn)行密封。其中，組裝扣式電池是在充氬手套箱中進(jìn)行的，充氬手套箱的水分＜0.01ppm，氧氣＜0.01ppm。
71.步驟s5：對密封完成的扣式電池進(jìn)行加熱，引發(fā)前驅(qū)體溶液的原位聚合反應(yīng)，原位生成凝膠聚合物電解質(zhì)pp-gpe或pe-gpe。其中，加熱的溫度是60℃。
72.圖11為采用制備的pe-gpe組裝的鋰對稱電池恒流充放電測試結(jié)果圖。其中，測試電流大小為0.1ma
·
cm-2
。
73.鋰對稱電池按照正極殼-鋰片-支撐體膜-鋰片-彈片-鋼片-負(fù)極殼的順序進(jìn)行組裝，測試結(jié)果如圖11所示。
74.本發(fā)明實施例提供了一種凝膠聚合物電解質(zhì)，所述凝膠聚合物電解質(zhì)由上述的鋰電池鋁箔的制備方法制成。制得的凝膠聚合物電解質(zhì)，其電化學(xué)穩(wěn)定窗口值高，室溫電導(dǎo)率高，鋰離子遷移數(shù)高，循環(huán)性能好，且具有良好的界面相容性，能有效應(yīng)對因固-固界面相容性差而帶來的問題。
75.本發(fā)明實施例提供凝膠聚合物電解質(zhì)的應(yīng)用，所述凝膠聚合物電解質(zhì)的應(yīng)用不限于于扣式電池。還包括其他各種類型電池，如軟包電池，方形鋁殼電池，圓柱電池等。所述凝膠聚合物電解質(zhì)應(yīng)用于準(zhǔn)固態(tài)鋰電池的電解質(zhì)膜時，其電化學(xué)穩(wěn)定窗口值高，室溫電導(dǎo)率高，鋰離子遷移數(shù)高，循環(huán)性能好，且具有良好的界面相容性，能有效應(yīng)對因固-固界面相容性差而帶來的問題。
76.以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何纂改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍之內(nèi)。
技術(shù)特征：
1.一種凝膠聚合物電解質(zhì)的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括以下步驟：步驟s1、采用靜電紡絲方法制備pan纖維膜、pvdf纖維膜、pvdf-hfp纖維膜、pva纖維膜、pvp纖維膜、pmma纖維膜、pu纖維膜中的一種或多種作為支撐體膜備用，將所述支撐體膜干燥得到支撐體纖維膜；步驟s2、通過裁片機將干燥后的整片所述支撐體纖維膜裁成所需大小，并放入充氬氣套箱中備用；步驟s3、將預(yù)設(shè)量四丙烯酸異戊四酯、2,2,2,3,3,3-六氟丁酯、引發(fā)劑、有機電解液加入到洗凈干燥的試劑瓶中，充分?jǐn)嚢璧玫角膀?qū)體溶液；步驟s4、將組裝扣式電池所需的鋰片、正極材料、鋼片和彈片，依次放入正極殼中，并在所述鋰片表面放上所述支撐體纖維膜；步驟s5、將所述前驅(qū)體溶液滴加到所述支撐體纖維膜上，加熱引發(fā)自由基聚合，原位生成凝膠聚合物電解質(zhì)。2.如權(quán)利要求1所述的凝膠聚合物電解質(zhì)的制備方法，其特征在于，在所述步驟s1中，所述靜電紡絲的參數(shù)包括施加電壓、紡絲接收滾筒速率、紡絲溫度和紡絲液推注速率，其中，所述施加電壓為20kv，所述紡絲接收滾筒速率為300r/min，所述紡絲溫度為室溫，所述紡絲液推注速率為0.8ml/h。3.如權(quán)利要求2所述的凝膠聚合物電解質(zhì)的制備方法，其特征在于，在所述步驟s1中，紡絲結(jié)束后，將支撐體膜轉(zhuǎn)移至真空干燥箱中，真空干燥除去多余的有機溶劑，得到支撐體纖維膜。4.如權(quán)利要求1所述的凝膠聚合物電解質(zhì)的制備方法，其特征在于，在所述步驟s2中，充氬手套箱的水分≤0.01ppm，氧氣≤0.01ppm。5.如權(quán)利要求1所述的凝膠聚合物電解質(zhì)的制備方法，其特征在于，所述步驟s3的具體包括以下子步驟：先將一定量所述四丙烯酸異戊四酯、2,2,2,3,3,3-六氟丁酯、引發(fā)劑加入到試劑瓶中，控制試劑瓶中水份和氧份值在預(yù)定值后，再向所述試劑瓶中加入有機電解液，室溫條件下，充分?jǐn)嚢璧玫角膀?qū)體溶液。6.如權(quán)利要求5所述的凝膠聚合物電解質(zhì)的制備方法，其特征在于，所述四丙烯酸異戊四酯和所述2,2,2,3,3,3-六氟丁酯的加入質(zhì)量比為3:2；所述有機電解液的加入量為60％-95％。7.如權(quán)利要求5所述的凝膠聚合物電解質(zhì)的制備方法，其特征在于，在所述步驟s4中，通過用移液移取一定量前驅(qū)體溶液滴加在pan膜上，待所述前驅(qū)體溶液充分浸入聚丙烯腈纖維膜后依次放上鋼片、彈片和負(fù)極殼，利用扣式電池封口機將組裝完成的扣式電池進(jìn)行密封；所述組裝扣式電池是在充氬手套箱中進(jìn)行的，充氬手套箱的水分≤0.01ppm，氧氣≤0.01ppm。8.如權(quán)利要求1所述的凝膠聚合物電解質(zhì)的制備方法，其特征在于，在所述步驟s5中，熱引發(fā)前驅(qū)體溶液在扣式電池內(nèi)部形成凝膠聚合物電解質(zhì)的溫度為60℃。9.一種凝膠聚合物電解質(zhì)，其特征在于，所述凝膠聚合物電解質(zhì)由權(quán)利要求1至8任意一項所述的方法制成。10.根據(jù)權(quán)利要求9凝膠聚合物電解質(zhì)的應(yīng)用，所述凝膠聚合物電解質(zhì)的應(yīng)用于扣式電池。
技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供了一種凝膠聚合物電解質(zhì)的制備方法、凝膠聚合物電解質(zhì)及應(yīng)用，包括以下步驟：步驟S1、采用靜電紡絲方法制備纖維膜作為支撐體膜備用，將支撐體膜干燥得到支撐體纖維膜；步驟S2、通過裁片機將干燥后的整片支撐體纖維膜裁成所需大小，并放入充氬氣套箱中備用；步驟S3、制備前驅(qū)體溶液；步驟S4、將組裝扣式電池所需的鋰片、正極材料、鋼片和彈片，依次放入正極殼中，并在鋰片表面放上支撐體纖維膜；步驟S5、將前驅(qū)體溶液滴加到支撐體纖維膜上，加熱引發(fā)自由基聚合，原位生成凝膠聚合物電解質(zhì)。本發(fā)明制得的凝膠聚合物電解質(zhì)，其室溫電導(dǎo)率高，鋰離子遷移數(shù)高，電化學(xué)穩(wěn)定窗口高，且循環(huán)性能好。且循環(huán)性能好。且循環(huán)性能好。
