凝膠聚合物電解質(zhì)及其制備方法、超級電容器及其應(yīng)用的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種凝膠聚合物電解質(zhì)及其制備方法、超級電容器及其應(yīng)用。該凝膠聚合物電解質(zhì)制備方法包括配制含PEO聚合物的粘稠液體、流延制備凝膠聚合物電解質(zhì)膜和浸漬吸附電解液步驟。超級電容器含有該凝膠聚合物電解質(zhì)。本發(fā)明凝膠聚合物電解質(zhì)制備方法工藝簡單，技術(shù)成熟，成品率和效率高，有效降低了生產(chǎn)成本。該方法制備的凝膠聚合物電解質(zhì)的機(jī)械強(qiáng)度和導(dǎo)電率高。含有凝膠聚合物電解質(zhì)的超級電容器成品率高，生產(chǎn)成本低，具有優(yōu)異的電化學(xué)性能，擴(kuò)大了超級電容器的應(yīng)用范圍。
【專利說明】凝膠聚合物電解質(zhì)及其制備方法、超級電容器及其應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電化學(xué)電源【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種凝膠聚合物電解質(zhì)及其制備方法、超級電容器及其應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002]超級電容器是一種介于充電電池和電容器之間的新型能源器件，具有體積小、容量大、充電速度快、循環(huán)壽命長、放電效率高、工作溫度范圍寬、可靠性好和無污染免維護(hù)等優(yōu)點，是一種新型、高效、實用的能量儲存裝置，因而被廣泛應(yīng)用于軍事領(lǐng)域、移動通訊裝置、計算機(jī)、以及電動汽車的混合電源等。
[0003]超級電容器工作電解質(zhì)分為水系電解液、有機(jī)液體電解液和聚合物電解質(zhì)。水系電解液的分解電壓低，因而研究較少。目前廣泛使用的有機(jī)液體電解質(zhì)的優(yōu)點是電導(dǎo)率高，但是由于含有易燃、易揮發(fā)的有機(jī)溶劑，其在充放電過程中釋放出可燃?xì)怏w，特別是在某些非常規(guī)工作條件下(如大功率充放電、過充過放等)產(chǎn)生大量熱會加速氣體的產(chǎn)生，導(dǎo)致電池內(nèi)壓增高，氣體泄漏，甚至起火爆炸，因而存在嚴(yán)重的安全隱患。
[0004]目前，為了克服有機(jī)液體電解液的上述缺陷，本領(lǐng)域開發(fā)出固態(tài)凝膠聚合物電解質(zhì)。該固態(tài)聚合物電解質(zhì)因具有安全、無泄漏、漏電流小、可任意形狀化等優(yōu)點而被研究者們所重視和應(yīng)用。但是固態(tài)聚合物電解質(zhì)室溫下電導(dǎo)率較低(10-5?10-4S/Cm)，不能滿足鋰離子電池大電流充放電的特性，導(dǎo)致其應(yīng)用受到限制。
[0005]為了克服固態(tài)聚合物電解質(zhì)電導(dǎo)率低的缺陷，當(dāng)前出現(xiàn)了凝膠聚合物電解質(zhì)，該凝膠聚合物電解質(zhì)具有液態(tài)電解質(zhì)和固態(tài)電解質(zhì)的優(yōu)點，能改善固態(tài)聚合物電解質(zhì)的導(dǎo)電性能和提高液體電解質(zhì)的安全性能。但是凝膠聚合物電解質(zhì)存在一嚴(yán)重缺陷是其機(jī)械強(qiáng)度低，因此，制約了該凝膠聚合物電解質(zhì)的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)，導(dǎo)致現(xiàn)有凝膠聚合物電解質(zhì)的生產(chǎn)成本高。目前主要通過共聚、接枝生成交聯(lián)共聚物、摻雜納米金屬氧化物等手段能夠在一定程度上提高聚合物電解質(zhì)的機(jī)械強(qiáng)度。但是，效果并不是很理想，電池成品率不高。另外，現(xiàn)有的凝膠聚合物電解質(zhì)對導(dǎo)電性能改善有限，不能很好的滿足市場日益擴(kuò)大的需求和應(yīng)用范圍。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0006]本發(fā)明實施例的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，提供一種機(jī)械強(qiáng)度和導(dǎo)電率高，成本低的凝膠聚合物電解質(zhì)及其制備方法。
[0007]本發(fā)明實施例的另一目的在于提供一種包括凝膠聚合物電解質(zhì)的超級電容器及其應(yīng)用。
[0008]為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0009]一種凝膠聚合物電解質(zhì)制備方法，包括如下步驟:
[0010]將PEO聚合物與有機(jī)增塑劑配制成粘稠液體；
[0011]將所述粘稠液體涂覆在隔膜上，經(jīng)流延成膜后，真空干燥，得到凝膠聚合物電解質(zhì)膜；
[0012]在干燥惰性氣體的保護(hù)下，將所述凝膠聚合物電解質(zhì)膜置于濃度為0.5?
2.0mol/L的季銨鹽離子液體電解液中浸潰5?60min,取出得到的所述凝膠聚合物電解質(zhì)。
[0013]以及，一種凝膠聚合物電解質(zhì)，所述凝膠聚合物電解質(zhì)由上述凝膠聚合物電解質(zhì)制備方法制備而成。
[0014]以及，一種超級電容器，所述超級電容器包括上述的凝膠聚合物電解質(zhì)。
[0015]以及，上述的超級電容器在移動終端產(chǎn)品、電動汽車、電網(wǎng)、通信設(shè)備或/和電動工具中的應(yīng)用。
[0016]上述凝膠聚合物電解質(zhì)的制備方法采用PEO聚合物為基底，隔膜作為加強(qiáng)層而制備出凝膠聚合物電解質(zhì)膜，有效增強(qiáng)了凝膠聚合物電解質(zhì)膜的機(jī)械強(qiáng)度，同時有效提高了該凝膠聚合物電解質(zhì)膜吸收電解質(zhì)的能力，將凝膠聚合物電解質(zhì)膜浸潰電解質(zhì)中后，能有效的將電解質(zhì)吸收并保留在該凝膠聚合物電解質(zhì)膜中，從而有效的提高了該凝膠聚合物電解質(zhì)的導(dǎo)電性能。另外，該凝膠聚合物電解質(zhì)的制備方法，只需將含有聚合物粘稠液體涂覆在隔膜上，并經(jīng)流延制膜，吸附電解質(zhì)即可，其工藝簡單，技術(shù)成熟，成品率和效率高，有效降低了生產(chǎn)成本。
[0017]上述超級電容器由于采用上述方法制備的凝膠聚合物電解質(zhì)，由于該凝膠聚合物電解質(zhì)具有高的導(dǎo)電率，從而有效提高了超級電容器電化學(xué)性能，如高倍率充放電性能。該凝膠聚合物電解質(zhì)具有的高機(jī)械性能和低生產(chǎn)成本，有效提高了該超級電容器的成品率，降低了超級電容器的生產(chǎn)成本，從而使得該超級電容器能實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。
[0018]正是由于該超級電容器具有優(yōu)異的電化學(xué)性能，從而有效擴(kuò)大了上述超級電容器的應(yīng)用范圍。將該超級電容器在移動終端產(chǎn)品、電動汽車、電網(wǎng)、通信設(shè)備或/和電動工具中應(yīng)用時，該超級電容器能起到儲能和快速充放電的作用。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0019]圖1是發(fā)明實施例凝膠聚合物電解質(zhì)的制備方法工藝流程圖；
[0020]圖2是發(fā)明實施例1制備的超級電容器在lA/g恒電流下充放電曲線圖。
【具體實施方式】
[0021]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0022]本發(fā)明實施例提供了一種工藝簡單的凝膠聚合物電解質(zhì)制備方法。該凝膠聚合物電解質(zhì)的制備方法工藝流程如圖1所示，其包括如下步驟:
[0023]步驟S01.配制含PEO聚合物的粘稠液體:將PEO聚合物與有機(jī)增塑劑配制成粘稠液體；
[0024]步驟S02.流延制備凝膠聚合物電解質(zhì)膜:將步驟SOl中制備的粘稠液體涂覆在隔膜上，經(jīng)流延成膜后，真空干燥，得到凝膠聚合物電解質(zhì)膜；
[0025]步驟S03.浸潰吸附電解液:在惰性氣體的保護(hù)下，將所述凝膠聚合物電解質(zhì)膜置于濃度為0.5?2.0mol/L的季銨鹽離子液體電解液中浸潰5?60min，取出得到的所述凝膠聚合物電解質(zhì)。
[0026]具體地，上述步驟SOl中的PEO聚合物與有機(jī)增塑劑的質(zhì)量比優(yōu)選為1:5?1:20，其中，有機(jī)增塑劑優(yōu)選自N-甲基吡咯烷酮(NMP)、乙腈(AN)、四氫呋喃(THF)、N, N-二甲基甲酰胺(DMF)中的一種或兩種以上。該P(yáng)EO聚合物與有機(jī)增塑劑的優(yōu)選配比，能使PEO聚合物溶解在有機(jī)增塑劑中并配制均勻分散且穩(wěn)定的粘稠液體，將該粘稠液體進(jìn)行下步流延處理時，能使得該含有PEO聚合物粘稠液體均勻涂布在隔膜上，使得形成的凝膠聚合物電解質(zhì)膜厚度均勻，浸濕和吸附電解液能力均衡。PEO聚合物經(jīng)該優(yōu)選的有機(jī)增塑劑溶解后獲得的粘稠液體為無色透明。當(dāng)然，本申請還可以用其他本領(lǐng)域公知的能溶解PEO聚合物的有機(jī)增塑劑。
[0027]優(yōu)選地，作為本發(fā)明優(yōu)選實施例，該步驟SOl中配制含PEO聚合物的粘稠液體優(yōu)選在干燥惰性的氣體保護(hù)的環(huán)境中進(jìn)行，具體的方法為:在干燥惰性的氣體保護(hù)下，將PEO聚合物與有機(jī)增塑劑按照質(zhì)量比為1:5?1:20進(jìn)行混合，并伴隨攪拌工序攪拌I?10小時，使得PEO聚合物完全溶解，以形成均勻穩(wěn)定的透明粘稠液體。在該實施例中，含PEO聚合物的粘稠液體的配制在干燥惰性的氣體保護(hù)的環(huán)境中進(jìn)行的目的是為了防止空氣中的水分被含PEO聚合物的粘稠液體吸附，從而影響該粘稠液體的穩(wěn)定性能和流延成膜后得到凝膠聚合物電解質(zhì)膜的性能。
[0028]上述步驟S02中，將步驟SOl中配制含粘稠液體涂覆在隔膜上的方式可以采用澆注等方式，當(dāng)然還可以采用本領(lǐng)域公知的其他方式將粘稠液體涂覆在隔膜上。其中，隔膜優(yōu)選三層PP/PE/PP隔膜或單層pp隔膜，當(dāng)然該隔膜還可以選用本領(lǐng)域常用的其他隔膜。經(jīng)涂覆有粘稠液體隔膜再直接經(jīng)流延處理，使得該粘稠液體均勻分布在隔膜上。這樣，經(jīng)干燥處理后所形成的凝膠聚合物電解質(zhì)膜厚度均勻，電化學(xué)性能穩(wěn)定，而且經(jīng)流延處理能增強(qiáng)PEO聚合物與隔膜兩者結(jié)合的更加牢固，從而增強(qiáng)了凝膠聚合物電解質(zhì)膜結(jié)構(gòu)牢固，機(jī)械強(qiáng)度高。粘稠液體涂覆在隔膜上的量優(yōu)選為經(jīng)流延處理后所到的膜層厚度是50?200um。這一優(yōu)選的厚度能有效提高凝膠聚合物電解質(zhì)對電荷的傳輸性能，從而提高下文中含有該凝膠聚合物電解質(zhì)的超級電容器的電化學(xué)性能。
[0029]該步驟S02中，真空干燥的溫度優(yōu)選為60V?100°C，干燥時間優(yōu)選為24?48小時；真空度可以為0.0lMPa，當(dāng)然如果條件允許，真空度越高越好。該優(yōu)選的干燥條件，能有效的除去粘稠液體中的有機(jī)增塑劑，同時能進(jìn)一步改善該凝膠聚合物電解質(zhì)膜的相關(guān)性能，如對電解液的吸附性能等。為了更好的除去有機(jī)增塑劑，獲得性能優(yōu)異的凝膠聚合物電解質(zhì)膜，經(jīng)流延成膜后，先自然揮發(fā)至膜成白色后，再在真空度為0.0lMPa、溫度為60?100°C下真空干燥24?48小時。
[0030]上述步驟S03中，干燥惰性的氣體保護(hù)目的是為了防止空氣中的水分隨同電解質(zhì)一同被凝膠聚合物電解質(zhì)膜吸附其中，從而保證凝膠聚合物電解質(zhì)的電學(xué)性能。凝膠聚合物電解質(zhì)膜在電解液中經(jīng)充分吸附后，電解液被吸附并固定在該凝膠聚合物電解質(zhì)膜中，從而形成機(jī)械強(qiáng)度和導(dǎo)電率高的凝膠聚合物電解質(zhì)。
[0031]該步驟S03中，季銨鹽離子液體電解液優(yōu)選為Et4NBF4/AN、Et4NBF4/PC、MeEt3NBF4/PC、MeEt3NBF4AN, MeEt3NBF4/PC、Et4NBF4/AN+PC、MeEt3NBF4/AN+PC，其中，AN 和 PC 體積比為優(yōu)選為1:2?2:1，更優(yōu)選為1:1。另外，為了該電解液能更好的被凝膠聚合物電解質(zhì)膜吸附并固定，在一優(yōu)選實施例中，該電解液的濃度為lmol/L。[0032]由上述可知，上述實施例凝膠聚合物電解質(zhì)的制備方法采用PEO聚合物為基底，隔膜作為加強(qiáng)層而制備出凝膠聚合物電解質(zhì)膜，有效增強(qiáng)了凝膠聚合物電解質(zhì)膜的機(jī)械強(qiáng)度，同時有效提高了該凝膠聚合物電解質(zhì)膜吸收電解質(zhì)的能力，將凝膠聚合物電解質(zhì)膜浸潰季銨鹽離子液體電解質(zhì)中后，能有效的將季銨鹽離子液體電解質(zhì)吸收并保留在該凝膠聚合物電解質(zhì)膜中，從而有效的提高了該凝膠聚合物電解質(zhì)的導(dǎo)電性能。這樣有效克服了現(xiàn)有凝膠聚合物電解質(zhì)的機(jī)械強(qiáng)度不高以及現(xiàn)有凝膠聚合物電解質(zhì)與固態(tài)電解質(zhì)的導(dǎo)電率不高的不足。另外，該凝膠聚合物電解質(zhì)的制備方法，只需將含有PEO聚合物粘稠液體涂覆在隔膜上，并經(jīng)流延制膜，吸附季銨鹽離子液體電解質(zhì)即可，其工藝簡單，技術(shù)成熟，成品率和效率高，有效降低了生產(chǎn)成本。
[0033]相應(yīng)地，本發(fā)明實施例還提供了一種機(jī)械強(qiáng)度和導(dǎo)電率高的凝膠聚合物電解質(zhì)，該凝膠聚合物電解質(zhì)由上述凝膠聚合物電解質(zhì)制備方法制備而成。具體地，該凝膠聚合物電解質(zhì)制備方法如上文所述，為了節(jié)約篇幅，在此不再贅述。這樣，本發(fā)明實施例凝膠聚合物電解質(zhì)采用PEO聚合物為基底，隔膜為加強(qiáng)層以構(gòu)成凝膠聚合物電解質(zhì)膜，并在該凝膠聚合物電解質(zhì)膜中吸附并固定季銨鹽離子液體電解液，因此，該凝膠聚合物電解質(zhì)機(jī)械機(jī)強(qiáng)度和導(dǎo)電率高。
[0034]本發(fā)明實施例還提供了一種超級電容器，該超級電容器包括上文所述的凝膠聚合物電解質(zhì)。
[0035]具體地，超級電容器的制備方法如下:
[0036]步驟S04.制備凝膠聚合物電解質(zhì):該凝膠聚合物電解質(zhì)由上文所述的凝膠聚合物電解質(zhì)制備方法制備而成；
[0037]步驟S05.制備電芯:將步驟S04制備凝膠聚合物電解質(zhì)按照電極/凝膠聚合物電解質(zhì)/電極層疊方式依次層疊，并進(jìn)行卷繞，制成電芯；
[0038]步驟S06.封裝電容器:將步驟S08制備電芯裝入電容器殼體內(nèi)，密封，制得超級電容器。
[0039]上述步驟S05中電極的制備方法和電芯的制備方法以及步驟S06中的封裝電容器方法均可以按照本領(lǐng)域常規(guī)的方法制備即可。另外，步驟S05中的電芯可以是圓形或其他根據(jù)不同鋰電容器需要的形狀。
[0040]上述超級電容器由于采用上述方法制備的凝膠聚合物電解質(zhì)，由于該凝膠聚合物電解質(zhì)具有高的導(dǎo)電率，從而有效提高了超級電容器的電化學(xué)性能的穩(wěn)定性。該凝膠聚合物電解質(zhì)具有的高機(jī)械性能和低生產(chǎn)成本，有效提高了該超級電容器的成品率，降低了超級電容器的生產(chǎn)成本，從而使得該超級電容器能實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。另外該超級電容器制備方法工藝技術(shù)成熟，條件易控，合格率高。
[0041 ] 本發(fā)明實施例進(jìn)一步提供了上述超級電容器的應(yīng)用范圍，該應(yīng)用范圍包括移動終端產(chǎn)品、電動汽車、電網(wǎng)、通信設(shè)備或/和電動工具等。將該超級電容器用到這些領(lǐng)域中時，該超級電容器能起到儲能和快速充放電的作用。
[0042]以下通過多個實施例來舉例說明上述凝膠聚合物電解質(zhì)及其制備方法、超級電容器及其應(yīng)用等方面。
[0043]實施例1
[0044]凝膠聚合物電解質(zhì)及其制備方法，該凝膠聚合物電解質(zhì)制備方法包括如下步驟:[0045]步驟11.配制含PEO的粘稠液體:在燒瓶中分別加入IOg PEO和120gNMP，并在惰性氣體的保護(hù)下攪拌8h使其混合均勻得到均勻透明的粘稠液體；
[0046]步驟12.流延制備凝膠聚合物電解質(zhì)膜:將步驟11制備的粘液澆注于三層PP/PE/PP隔膜上流延成膜，自然揮發(fā)至膜成白色，并在100°C下真空度為0.0lMPa真空干燥48h，得到三層PP/PE/PP隔膜增強(qiáng)的PEO聚合物基底凝膠薄膜；
[0047]步驟13.制備出三層PP/PE/PP隔膜增強(qiáng)的PEO聚合物基底凝膠薄膜:將干燥好的PEO基凝膠薄膜轉(zhuǎn)移至充滿氬氣的手套箱中，并將其浸入lmol/L的Et4NBF4/AN電解液中30min，將其取出即得到三層PP/PE/PP隔膜增強(qiáng)的PEO聚合物基底凝膠薄膜。
[0048]超級電容器的制備:
[0049]電極的制備:稱取9g活性炭(比表面積約為1500m2/g)、0.5g乙炔黑和0.5g PVDF,并加入80g NMP，充分?jǐn)嚢枋怪蔀榛旌暇鶆虻臐{料。然后將其刮涂于經(jīng)乙醇清洗過的鋁箔上，在0.0lMPa的真空下100°C干燥至恒重，并于10_15MPa壓力下輥壓制成活性炭電極；
[0050]超級電容器的封裝:分別將電極與本實施例1制備的PEO聚合物基底凝膠薄膜按照電極/凝膠聚合物電解質(zhì)/電極的層疊次序依次層疊、卷繞，裝入電容器殼體中，密封。
[0051]實施例2
[0052]凝膠聚合物電解質(zhì)及其制備方法，該凝膠聚合物電解質(zhì)制備方法包括如下步驟:
[0053]步驟21.配制含PEO的粘稠液體:在燒瓶中分別加入IOg PEO和50g AN,并在惰性氣體的保護(hù)下攪拌IOh使其混合均勻得到均勻透明的粘稠液體；
[0054]步驟22.流延制備凝膠聚合物電解質(zhì)膜:將步驟21制備的粘液澆注于三層PP/PE/PP隔膜上流延成膜，自然揮發(fā)至膜成白色，并在60°C下真空度為0.0lMPa真空干燥24h，得到三層PP/PE/PP隔膜增強(qiáng)的PEO聚合物基底凝膠薄膜；
[0055]步驟23.制備出三層PP/PE/PP隔膜增強(qiáng)的PEO聚合物基底凝膠薄膜:將干燥好的PEO基凝膠薄膜轉(zhuǎn)移至充滿氬氣的手套箱中，并將其浸入lmol/L的MeEt3NBF4/PC電解液中5min。將其取出即得到三層PP/PE/PP隔膜增強(qiáng)的PEO基凝膠聚合物電解質(zhì)。
[0056]超級電容器的制備:
[0057]電極的制備:稱取8.5g活性炭(比表面積約為1500m2/g)、0.3g乙炔黑和0.3gPVDF，并加入17g NMP，充分?jǐn)嚢枋怪蔀榛旌暇鶆虻臐{料。然后將其刮涂于經(jīng)乙醇清洗過的鋁箔上，在0.0lMPa的真空下80°C干燥至恒重，并于10_15MPa壓力下輥壓制成活性炭電極；
[0058]超級電容器的封裝:分別將電極與本實施例2制備的PEO聚合物基底凝膠薄膜按照電極/凝膠聚合物電解質(zhì)/電極的層疊次序依次層疊、卷繞，裝入電容器殼體中，密封。
[0059]實施例3
[0060]凝膠聚合物電解質(zhì)及其制備方法，該凝膠聚合物電解質(zhì)制備方法包括如下步驟:
[0061]步驟31.配制含PEO的粘稠液體:在燒瓶中分別加入IOg PEO和200gTHF，并在惰性氣體的保護(hù)下攪拌Ih使其混合均勻得到均勻透明的粘稠液體；
[0062]步驟32.流延制備凝膠聚合物電解質(zhì)膜:將步驟31制備的粘液澆注于三層PP/PE/PP隔膜上流延成膜，自然揮發(fā)至膜成白色，并在80°C下真空度為0.0lMPa真空干燥36h，得到三層PP/PE/PP隔膜增強(qiáng)的PEO聚合物基底凝膠薄膜；
[0063]步驟33.制備出三層PP/PE/PP隔膜增強(qiáng)的PEO基凝膠聚合物電解質(zhì):將干燥好的PEO基凝膠薄膜轉(zhuǎn)移至充滿氬氣的手套箱中，并將其浸入lmol/L的Et4NBF4/PC電解液中60min。將其取出即得到三層PP/PE/PP隔膜增強(qiáng)的PEO基凝膠聚合物電解質(zhì)。
[0064]超級電容器的制備:
[0065]電極的制備:稱取8.5g活性炭(比表面積約為1500m2/g)、0.7g乙炔黑和1.0gPVDF,并加入176g DMF,充分?jǐn)嚢枋怪蔀榛旌暇鶆虻臐{料。然后將其刮涂于經(jīng)乙醇清洗過的鋁箔上，在0.0謹(jǐn)?&的真空下1201:干燥至恒重，并于10-1510^壓力下輥壓制成活性炭電極；
[0066]超級電容器的封裝:分別將電極與本實施例3制備的PEO聚合物基底凝膠薄膜按照電極/凝膠聚合物電解質(zhì)/電極的層疊次序依次層疊、卷繞，裝入電容器殼體中，密封。
[0067]實施例4
[0068]凝膠聚合物電解質(zhì)及其制備方法，該凝膠聚合物電解質(zhì)制備方法包括如下步驟:
[0069]步驟41.配制含PEO的粘稠液體:在燒瓶中分別加入IOg PEO和160gNMP，并在惰性氣體的保護(hù)下攪拌5h使其混合均勻得到均勻透明的粘稠液體；
[0070]步驟42.流延制備凝膠聚合物電解質(zhì)膜:將步驟41制備的粘液澆注于三層PP/PE/PP隔膜上流延成膜，自然揮發(fā)至膜成白色，并在100°C下真空度為0.01MPa真空干燥24h，得到三層PP/PE/PP隔膜增強(qiáng)的PEO聚合物基底凝膠薄膜；
[0071]步驟43.制備出三層PP/PE/PP隔膜增強(qiáng)的PEO基凝膠聚合物電解質(zhì):將干燥好的PEO基凝膠薄膜轉(zhuǎn)移至充滿氬氣的手套箱中，并將其浸入lmol/L的MeEt3NBF4/AN+PC電解液中(AN和PC的體積比為1:1)中45min。將其取出即得到三層PP/PE/PP隔膜增強(qiáng)的PEO基凝膠聚合物電解質(zhì)。
[0072]超級電容器的制備:
[0073]電極的制備:稱取9g活性炭(比表面積約為1500m2/g)、0.7g乙炔黑和0.7g PVDF,并加入150g NMP，充分?jǐn)嚢枋怪蔀榛旌暇鶆虻臐{料。然后將其刮涂于經(jīng)乙醇清洗過的鋁箔上，在0.01MPa的真空下110°C干燥至恒重，并于10_15MPa壓力下輥壓制成活性炭電極；
[0074]超級電容器的封裝:分別將電極與本實施例4制備的PEO聚合物基底凝膠薄膜按照電極/凝膠聚合物電解質(zhì)/電極的層疊次序依次層疊、卷繞，裝入電容器殼體中，密封。
[0075]性能測試:
[0076]下面是針對上述實施例f 4制備的凝膠聚合物電解質(zhì)和鋰聚合物電池進(jìn)行性能測試，測試方法如下:
[0077]1.凝膠聚合物電解質(zhì)的機(jī)械強(qiáng)度測試:薄膜的拉伸強(qiáng)度的測量試樣尺寸為3cmX5cm，拉伸強(qiáng)度由公式σ t=G/S求出，其中G為負(fù)重(N)，S為薄膜的截面積，σ t為薄膜的拉伸強(qiáng)度。按照該測試方法對實施例1`4制備的凝膠聚合物的機(jī)械強(qiáng)度測試結(jié)果見下表1。
[0078]表1
[0079]
【權(quán)利要求】
1.一種凝膠聚合物電解質(zhì)制備方法，包括如下步驟: 將PEO聚合物與有機(jī)增塑劑配制成粘稠液體； 將所述粘稠液體涂覆在隔膜上，經(jīng)流延成膜后，真空干燥，得到凝膠聚合物電解質(zhì)膜； 在干燥惰性氣體的保護(hù)下，將所述凝膠聚合物電解質(zhì)膜置于濃度為0.5?2.0mol/L的季銨鹽離子液體電解液中浸潰5?60min，取出得到的所述凝膠聚合物電解質(zhì)。
2.如權(quán)利要求1所述的凝膠聚合物電解質(zhì)制備方法，其特征在于，所述PEO聚合物與有機(jī)增塑劑的質(zhì)量比為1:5?1:20。
3.如權(quán)利要求1或2所述的凝膠聚合物電解質(zhì)制備方法，其特征在于，所述有機(jī)增塑劑N-甲基吡咯烷酮、乙腈、四氫呋喃、N，N-二甲基甲酰胺中的一種或兩種以上。
4.如權(quán)利要求1或2所述的凝膠聚合物電解質(zhì)制備方法，其特征在于，所述粘稠液體涂覆在隔膜上的量為經(jīng)流延成膜的厚度是50um?200um。
5.如權(quán)利要求1所述的凝膠聚合物電解質(zhì)制備方法，其特征在于，所述真空干燥的溫度為60V?100°C，干燥時間為24?48小時。
6.如權(quán)利要求1所述的凝膠聚合物電解質(zhì)制備方法，其特征在于，所述季銨鹽離子液體電解液為 Et4NBF4/AN、Et4NBF4/PC、MeEt3NBF4/PC、MeEt3NBF4/AN、MeEt3NBF4/PC、Et4NBF4/AN+PC、MeEt3NBF4/AN+PC，其中，AN 和 PC 體積比為 1:2?2:1。
7.如權(quán)利要求1所述的凝膠聚合物電解質(zhì)制備方法，其特征在于，所述隔膜為三層PP/PE/PP隔膜或單層PP隔膜。
8.一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?7任一所述凝膠聚合物電解質(zhì)制備方法制備而成。
9.一種超級電容器，其特征在于，所述超級電容器包括權(quán)利要求8所述的凝膠聚合物電解質(zhì)。
10.如權(quán)利要求9所述的超級電容器在移動終端產(chǎn)品、電動汽車、電網(wǎng)、通信設(shè)備或/和電動工具中的應(yīng)用。
【文檔編號】H01G9/022GK103680968SQ201210360663
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2012年9月21日 優(yōu)先權(quán)日:2012年9月21日
【發(fā)明者】周明杰, 劉大喜, 王要兵 申請人:海洋王照明科技股份有限公司, 深圳市海洋王照明技術(shù)有限公司, 深圳市海洋王照明工程有限公司