一種聚合物鋰離子電池的凝膠電解液的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及鋰離子電池的電解液【技術(shù)領(lǐng)域】，特指一種聚合物鋰離子電池的凝膠電解液。該聚合物鋰離子電池的凝膠電解液包括：有機(jī)電解液、溶于有機(jī)電解液中的鋰鹽，所述的凝膠電解液中還包括有添加劑；該添加劑包括：作為凝膠聚合物電解質(zhì)的凝膠因子，以及流平劑、促進(jìn)劑；所述的凝膠因子為具有丙烯酸酯不飽和雙鍵以及乙二醇結(jié)構(gòu)，本發(fā)明通過引進(jìn)溶解在液體電解液中的丙烯酸酯凝膠因子、硫化劑、促進(jìn)劑等，實(shí)現(xiàn)電解液注入電池前為液體，電池注液后在靜置階段和首次充放電過程實(shí)現(xiàn)凝膠化過程。本發(fā)明凝膠組分選用的丙烯酸酯為一定分子量的聚合物有助于減少形成的SEI膜官能團(tuán)形成過程中消耗的電量，同時(shí)能夠有選擇控制此SEI膜組分的組成，也就是通過化學(xué)工藝實(shí)現(xiàn)了SEI膜在電池外與合成。結(jié)合部分單質(zhì)丙烯酸酯凝膠組分，能夠有效提高現(xiàn)有電芯的使用穩(wěn)定性。
【專利說明】一種聚合物鋰離子電池的凝膠電解液

【技術(shù)領(lǐng)域】：
[0001] 本發(fā)明涉及鋰離子電池的電解液【技術(shù)領(lǐng)域】，特指一種聚合物鋰離子電池的凝膠電 解液。

【背景技術(shù)】：
[0002] 聚合物鋰離子電池（PLIB)是在鋼殼、鋁殼電池基礎(chǔ)上發(fā)展起來的第三代新型綠 色環(huán)保鋰離子電池，具有更薄、更輕、更安全、易于加工成超薄、形狀各異的電池優(yōu)點(diǎn)，具有 優(yōu)良的循環(huán)性能、良好的低溫性能和低膨脹率等優(yōu)點(diǎn)，適應(yīng)電子產(chǎn)品微型化、薄型化、輕型 化的發(fā)展。因而在電子領(lǐng)域應(yīng)用更加廣泛，市場潛力巨大。
[0003] 盡管凝膠電解質(zhì)已進(jìn)行商品化生產(chǎn)，但是凝膠電解質(zhì)存在的機(jī)械性能和離子電導(dǎo) 率之間的矛盾還沒有得到徹底的解決?，F(xiàn)在的制備方法往往過于復(fù)雜，成本較高。在現(xiàn)有 液體電解液技術(shù)及基礎(chǔ)之上，不增加成本前提下，開發(fā)凝膠電解液是一種可行的方向。


【發(fā)明內(nèi)容】
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[0004] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題就是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種聚合物鋰離子電 池的凝膠電解液。
[0005] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用了如下的技術(shù)方案：該聚合物鋰離子電池的凝 膠電解液包括：有機(jī)電解液、溶于有機(jī)電解液中的鋰鹽，所述的凝膠電解液中還包括有添加 齊IJ ;該添加劑包括：作為凝膠聚合物電解質(zhì)的凝膠因子，以及流平劑、促進(jìn)劑；所述的凝膠 因子為具有丙烯酸酯不飽和雙鍵以及乙二醇結(jié)構(gòu)。
[0006] 進(jìn)一步而言，上述技術(shù)方案中，所述添加劑中各組分在凝膠電解液中的重量百分 比為：凝膠因子：〇. 1 %?20% ;促進(jìn)劑：小于0. 1% ;流平劑：小于0. 5%。
[0007] 進(jìn)一步而言，上述技術(shù)方案中，所述的凝膠因子為以下物質(zhì)的一種或者混合：聚乙 二醇二甲基丙烯酸酯，聚乙二醇二丙烯酸酯，二乙二醇二甲基丙烯酸酯，分子式為：三乙二 醇二丙烯酸酯。
[0008] 進(jìn)一步而言，上述技術(shù)方案中，所述的流平劑為含氟或者不含氟的丙烯酸酯類流 平劑。
[0009] 進(jìn)一步而言，上述技術(shù)方案中，所述的促進(jìn)劑為：秋蘭姆類硫化促進(jìn)劑結(jié)構(gòu)。
[0010] 進(jìn)一步而言，上述技術(shù)方案中，所述的有機(jī)電解液為：碳酸乙烯酯、碳酸二甲酯、碳 酸二乙酯、碳酸甲乙酯、碳酸丙烯酯、碳酸甲丙酯、碳酸丁烯酯、乙酸乙酯、氟代苯、氟代碳酸 乙烯酯或Y-丁內(nèi)酯中的任意一種或兩種及兩種以上任意比列的混合。
[0011] 進(jìn)一步而言，上述技術(shù)方案中，所述的鋰鹽為：六氟磷酸鋰、四氟硼酸鋰、雙草酸硼 酸鋰、二氟草酸硼酸鋰、二（三氟甲基磺酰）亞胺鋰、六氟砷酸鋰、高氯酸鋰、三氟甲基磺酸 鋰、碘化鋰中的一種或幾種，其在凝膠電解液中的濃度為0. 8?1. 3mol/L。
[0012] 本發(fā)明采用上述技術(shù)方案后，通過在傳統(tǒng)的有機(jī)電解液中加入凝膠因子、硫化劑、 促進(jìn)劑等，實(shí)現(xiàn)電解液注入電池前為液體，電池注液后在靜置階段和首次充放電過程實(shí)現(xiàn) 凝膠化過程。其中凝膠成分選用具有丙烯酸酯不飽和雙鍵以及乙二醇聚合官能團(tuán)的丙烯酸 酯；流平劑為具有強(qiáng)流平性和有消泡能力，不影響層間附著力的含氟或者不含氟的丙烯酸 類流平劑；促進(jìn)劑為主要是含氮和含硫的有機(jī)化合物，有醛胺類、胍類、秋蘭姆類、噻唑類、 二硫代氨基甲酸鹽類、黃原酸鹽類、硫脲類、次磺酰胺類等。本發(fā)明優(yōu)選秋蘭姆類硫化促進(jìn) 劑。
[0013] 本發(fā)明凝膠組分選用的丙烯酸酯為一定分子量的聚合物有助于減少形成的SEI 膜官能團(tuán)形成過程中消耗的電量，同時(shí)能夠有選擇控制此SEI膜組分的組成，也就是通過 化學(xué)工藝實(shí)現(xiàn)了 SEI膜在電池外與合成。結(jié)合部分單質(zhì)丙烯酸酯凝膠組分，能夠有效提高 現(xiàn)有電芯的使用穩(wěn)定性。
[0014] 含氟或者不含氟的丙烯酸類流平劑，含有與丙烯酸酯相容的結(jié)構(gòu)，能夠增加電池 靜置電解液的浸潤性。而硫化促進(jìn)劑一方面能夠有效調(diào)節(jié)丙烯酸酯的硫化水平與硫化時(shí) 間，同時(shí)也能夠平衡電池內(nèi)部元素平衡。此組合延長鋰離子的使用壽命、改進(jìn)的安全性和減 少膨脹。

【具體實(shí)施方式】：
[0015] 本發(fā)明的技術(shù)方案如下：
[0016] 本發(fā)明所述的聚合物鋰離子電池的凝膠電解液，其由一般的常規(guī)有機(jī)電解液、鋰 鹽、以及添加劑構(gòu)成。
[0017] 其中，有機(jī)電解液為：碳酸乙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、碳酸丙 烯酯、碳酸甲丙酯、碳酸丁烯酯、乙酸乙酯、氟代苯、氟代碳酸乙烯酯或丁內(nèi)酯中的任意 一種或兩種及兩種以上任意比列的混合。優(yōu)選：碳酸乙烯酯/碳酸二乙酯/碳酸甲乙酯三 者的混合物，其中三者的體積比為1 :〇. 2?1. 5 :1. 0?3。
[0018] 所述的鋰鹽為：六氟磷酸鋰、四氟硼酸鋰、雙草酸硼酸鋰、二氟草酸硼酸鋰、二（三 氟甲基磺酰）亞胺鋰、六氟砷酸鋰、高氯酸鋰、三氟甲基磺酸鋰、碘化鋰中的一種或幾種。優(yōu) 選六氟磷酸鋰，其在凝膠電解液中的濃度為〇. 8?1. 3mol/L。
[0019] 本發(fā)明技術(shù)方案中的重點(diǎn)是在上述電解液中添加有添加劑，該添加劑包括：作為 凝膠聚合物電解質(zhì)的凝膠因子，以及流平劑、促進(jìn)劑；
[0020] 所述的凝膠因子為具有丙烯酸酯不飽和雙銦

【權(quán)利要求】
1. 一種聚合物鋰離子電池的凝膠電解液，該凝膠電解液包括：有機(jī)電解液、溶于有機(jī) 電解液中的鋰鹽，其特征在于：所述的凝膠電解液中還包括有添加劑； 該添加劑包括：作為凝膠聚合物電解質(zhì)的凝膠因子，以及流平劑、促進(jìn)劑； O5 所述的凝膠因子為具有丙烯酸酯不飽和雙鍵"^CH=CH2以及乙二醇+~?2^結(jié)構(gòu)，其 中，η= 1-23,R代表H、CH3 或者C2H5。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種聚合物鋰離子電池的凝膠電解液，其特征在于：所述添 加劑中各組分在凝膠電解液中的重量百分比為： 凝膠因子：〇. 1%?20% ; 促進(jìn)劑：小于〇. 1% ; 流平劑：小于0.5%。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種聚合物鋰離子電池的凝膠電解液，其特征在于：所述的 凝膠因子為以下物質(zhì)的一種或者混合：
〇
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種聚合物鋰離子電池的凝膠電解液，其特征在于：所述的 流平劑為含氟或者不含氟的丙烯酸酯類流平劑。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種聚合物鋰離子電池的凝膠電解液，其特征在于：所述的 促進(jìn)劑為含氮和含硫的有機(jī)化合物，具體而言所述促進(jìn)劑為以下任意一種促進(jìn)劑：醛胺類、 胍類、秋蘭姆類、噻唑類、二硫代氨基甲酸鹽類、黃原酸鹽類、硫脲類、次磺酰胺類。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種聚合物鋰離子電池的凝膠電解液，其特征在于：所述的 促講劑為姐舉硫仆促講勃1·Jt令子結(jié)抝為，
7. 根據(jù)權(quán)利要求1-6中任意一項(xiàng)所述的一種聚合物鋰離子電池的凝膠電解液，其特征 在于：所述的有機(jī)電解液為：碳酸乙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、碳酸丙烯 酯、碳酸甲丙酯、碳酸丁烯酯、乙酸乙酯、氟代苯、氟代碳酸乙烯酯或Y-丁內(nèi)酯中的任意一 種或兩種及兩種以上任意比列的混合。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任意一項(xiàng)所述的一種聚合物鋰離子電池的凝膠電解液，其特征 在于：所述的鋰鹽為：六氟磷酸鋰、四氟硼酸鋰、雙草酸硼酸鋰、二氟草酸硼酸鋰、二（三氟 甲基磺酰）亞胺鋰、六氟砷酸鋰、高氯酸鋰、三氟甲基磺酸鋰、碘化鋰中的一種或幾種，其在 凝膠電解液中的濃度為〇· 8?I. 3mol/L。
【文檔編號(hào)】H01M10/056GK104269575SQ201410528741
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年10月9日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月9日
【發(fā)明者】邱先虎, 黃永松, 薛利 申請人:東莞市天豐電源材料有限公司