固體聚合物電解質(zhì)及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了固體聚合物電解質(zhì)及其制備方法。該電解質(zhì)包括如下重量份的組分：丁腈橡膠1份、八(聚乙二醇)?籠型聚倍半硅氧烷0.02?0.8份、鋰鹽0.1?3份；制備方法：提供溶解丁腈橡膠的溶劑，其中每1g丁腈橡膠對(duì)應(yīng)15ml?25ml溶劑，將丁腈橡膠加入該溶劑中，常溫下攪拌至丁腈橡膠完全溶解，得到丁腈橡膠溶液；在上述丁腈橡膠溶液中加入鋰鹽，常溫下繼續(xù)攪拌至鋰鹽完全溶解，得到一次混合溶液；在上述一次混合溶液中滴加八(聚乙二醇)?籠型聚倍半硅氧烷，攪拌至溶解，得到二次混合溶液；將上述二次混合溶液在真空烘箱中揮發(fā)溶劑至恒重，即得所述固體聚合物電解質(zhì)。本發(fā)明所述固體聚合物電解質(zhì)，電導(dǎo)率高、力學(xué)性能好。
【專利說(shuō)明】
固體聚合物電解質(zhì)及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及聚合物電解質(zhì)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及固體聚合物電解質(zhì)及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 鋰離子電池具有工作電壓高、能量密度大、能量效率高、循環(huán)壽命長(zhǎng)、自放電率小， 低污染，無(wú)記憶效應(yīng)，安全性好等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于移動(dòng)電話、攝像機(jī)、小型無(wú)人機(jī)、筆記本 電腦等便攜式設(shè)備以及純電動(dòng)新能源汽車(chē)等。傳統(tǒng)鋰離子電池多使用有機(jī)溶劑如碳酸丙烯 酯(PC)，碳酸二甲酯(DMC)，碳酸二乙酯(DEC)作為電解質(zhì)，這類電解質(zhì)具有揮發(fā)性、可燃性 以及漏液的安全隱患，甚至在極端條件下發(fā)生爆炸。
[0003] 為了解決這些問(wèn)題，人們?cè)噲D開(kāi)發(fā)一種固態(tài)聚合物電解質(zhì)用來(lái)替代傳統(tǒng)電解液， 用于鋰離子電池裝置。上世紀(jì)70年代，國(guó)外已經(jīng)對(duì)固體電解質(zhì)進(jìn)行了探索。目前，用于制備 聚合物電解質(zhì)基體多為聚氧化乙烯(ΡΕ0)，但所制得的電解質(zhì)電導(dǎo)率較低，同時(shí)所制得聚合 物電解質(zhì)力學(xué)性能較差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 基于此，本發(fā)明提供一種電導(dǎo)率高、力學(xué)性能好的固體聚合物電解質(zhì)。
[0005] 本發(fā)明還提供一種固體聚合物電解質(zhì)的制備方法。
[0006] 為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：
[0007] 固體聚合物電解質(zhì)，其包括如下重量份的組分:丁腈橡膠1份、八(聚乙二醇)_籠型 聚倍半硅氧烷0.02-0.8份、鋰鹽0.1-3份。
[0008] 在其中一些實(shí)施例中，所述丁腈橡膠中丙烯腈的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為18%-45%。
[0009] 在其中一些實(shí)施例中，所述八(聚乙二醇)_籠型聚倍半硅氧烷的結(jié)構(gòu)式為：
[0010]
[0011]其中，1? = 〇12〇12(0〇12〇12\0〇13，111=卜13.3。
[0012]在其中一些實(shí)施例中，所述鋰鹽為高氯酸鋰、雙三氟甲基磺酰亞胺鋰、三氟甲基磺 酸鋰其中的一種或幾種;所述溶劑為四氫呋喃或丁酮。
[0013] 本發(fā)明還采用如下技術(shù)方案：
[0014] -種固體聚合物電解質(zhì)的制備方法，其包括如下步驟：
[0015] 提供如下重量份的組分：丁腈橡膠1份、八（聚乙二醇）_籠型聚倍半硅氧烷0.02-0.8份、鋰鹽0.1-3份；
[0016] 提供溶解丁腈橡膠的溶劑，其中每lg 丁腈橡膠對(duì)應(yīng)15ml-25ml溶劑，將丁腈橡膠加 入溶劑中，常溫下攪拌至丁腈橡膠完全溶解，得到丁腈橡膠溶液；
[0017] 在上述丁腈橡膠溶液中加入鋰鹽，常溫下繼續(xù)攪拌至鋰鹽完全溶解，得到一次混 合溶液；
[0018] 在上述一次混合溶液中滴加八(聚乙二醇)-籠型聚倍半硅氧烷，攪拌至溶解，得到 二次混合溶液，
[0019] 將上述二次混合溶液在真空烘箱中揮發(fā)溶劑至恒重，即得所述固體聚合物電解 質(zhì)。
[0020] 在其中一些實(shí)施例中，所述真空烘箱的溫度為25°C~100°C，真空度為0~-2.5Mpa〇
[0021 ]在其中一些實(shí)施例中，所述丁腈橡膠中丙烯腈的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為18%-45%。
[0022]在其中一些實(shí)施例中，所述八(聚乙二醇)_籠型聚倍半硅氧烷的結(jié)構(gòu)式為：
[0023]
[0024] 其中，1? = 〇12〇12(0〇12(：!12\0〇13，111=1~13.3。
[0025]在其中一些實(shí)施例中，所述鋰鹽為高氯酸鋰、雙三氟甲基磺酰亞胺鋰、三氟甲基磺 酸鋰其中的一種或幾種;所述溶劑為四氫呋喃或丁酮。
[0026] 在其中一些實(shí)施例中，所述步驟:將上述二次混合溶液在真空烘箱中揮發(fā)溶劑至 恒重，具體是:將上述二次混合溶液倒入聚四氟乙烯模具中，將該聚四氟乙烯模具置于真空 烘箱中，揮發(fā)溶劑至恒重。
[0027] 本發(fā)明所述固體聚合物電解質(zhì)，在丁腈橡膠固體聚合物電解質(zhì)中引入八(聚乙二 醇）_籠型聚倍半硅氧烷（〇cta_(polyethylene glycol)-polyhedral oligomeric silsesquioxane，簡(jiǎn)寫(xiě)為PEG-POSS或PG1190)，八(聚乙二醇)_籠型聚倍半硅氧烷常溫下是 一種無(wú)色液體，聚乙二醇柔性分子鏈能夠溶解鋰鹽，并且聚乙二醇柔性分子鏈玻璃化轉(zhuǎn)變 溫度低，具有高的鏈段運(yùn)動(dòng)性，能夠促進(jìn)離解離子的迀移，提高電解質(zhì)的離子電導(dǎo)率；同時(shí)， 八(聚乙二醇)_籠型聚倍半硅氧烷作為一種有機(jī)-無(wú)機(jī)雜化材料，引入到丁腈橡膠固體聚合 物電解質(zhì)中能夠制備出具有較高力學(xué)性能的丁腈橡膠固體聚合物電解質(zhì)。
【具體實(shí)施方式】
[0028] 為了便于理解本發(fā)明，下面將對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更全面的描述。本發(fā)明可以以許多不 同的形式來(lái)實(shí)現(xiàn)，并不限于本文所描述的實(shí)施例。相反地，提供這些實(shí)施例的目的是使對(duì)本 發(fā)明的公開(kāi)內(nèi)容的理解更加透徹全面。
[0029] 除非另有定義，本文所使用的所有的技術(shù)和科學(xué)術(shù)語(yǔ)與屬于本發(fā)明的技術(shù)領(lǐng)域的 技術(shù)人員通常理解的含義相同。本文中在本發(fā)明的說(shuō)明書(shū)中所使用的術(shù)語(yǔ)只是為了描述具 體的實(shí)施例的目的，不是旨在于限制本發(fā)明。
[0030] 橡膠類聚合物具有良好的粘彈性、柔韌性、熱穩(wěn)定性、較低的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度以及 較高的機(jī)械性能，并且在銜接相受熱體積膨脹時(shí)能夠進(jìn)行有效的彈性松弛，避免與電極界 面的不良接觸問(wèn)題等特點(diǎn)，因此人們?cè)噲D對(duì)橡膠進(jìn)行改性制備橡膠基聚合物電解質(zhì)以滿足 鋰離子電池使用的要求。本發(fā)明是在丁腈橡膠固體聚合物電解質(zhì)中引入八(聚乙二醇)_籠 型聚倍半硅氧烷，制成電解質(zhì)。
[0031] 本發(fā)明所述的固體聚合物電解質(zhì)，其包括如下重量份的組分:丁腈橡膠1份、八(聚 乙二醇)_籠型聚倍半硅氧烷〇. 02-0.8份、鋰鹽0.1 -3份。
[0032] 其中，丁腈橡膠中丙烯腈的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為18%_45%。
[0033]其中，八(聚乙二醇)_籠型聚倍半硅氧烷的結(jié)構(gòu)式為：
[0034]
[0035] 其中，R = CH2CH2(0
CH2CH2) m 0CH3，m=l~13.3，該八(聚乙二醇)-籠型聚倍半硅氧 烷是由不同m值的產(chǎn)品組成的混合物，因此m值不唯一。鋰鹽為高氯酸鋰、雙三氟甲基磺酰亞 胺鋰、三氟甲基磺酸鋰其中的一種或幾種。
[0036]溶劑為四氫呋喃或丁酮。
[0037]上述固體聚合物電解質(zhì)的制備方法，包括如下步驟：
[0038]提供如下重量份的組分：丁腈橡膠1份、八（聚乙二醇）_籠型聚倍半硅氧烷0.02-0.8份、鋰鹽0.1-3份;還提供溶解丁腈橡膠的溶劑，其中每lg丁腈橡膠對(duì)應(yīng)15ml-25ml溶劑， 將丁腈橡膠加入溶劑中，常溫下攪拌至丁腈橡膠完全溶解，得到丁腈橡膠溶液;在上述丁腈 橡膠溶液中加入鋰鹽，常溫下繼續(xù)攪拌至鋰鹽完全溶解，得到一次混合溶液;在上述一次混 合溶液中滴加八(聚乙二醇)_籠型聚倍半硅氧烷，攪拌至溶解，得到二次混合溶液，將上述 二次混合溶液在真空烘箱中揮發(fā)溶劑至恒重，即得所述固體聚合物電解質(zhì)。
[0039] 其中，所述真空烘箱的溫度為25°C~100°C，真空度為0~_2.5Mpa。
[0040] 所述鋰鹽為高氯酸鋰、雙三氟甲基磺酰亞胺鋰、三氟甲基磺酸鋰其中的一種或幾 種。
[0041] 所述溶劑為四氫呋喃或丁酮。
[0042] 所述步驟:將上述二次混合溶液在真空烘箱中揮發(fā)溶劑至恒重，具體是:將上述二 次混合溶液倒入聚四氟乙烯模具中，將該聚四氟乙烯模具置于真空烘箱中，揮發(fā)溶劑至恒 重。
[0043] 以下將通過(guò)幾個(gè)實(shí)施例來(lái)進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案。
[0044] 實(shí)施例一
[0045] 本實(shí)施例所述的固體聚合物電解質(zhì)，包括如下重量份的組分:丁腈橡膠0.5g、八 (聚乙二醇)_籠型聚倍半硅氧烷0.05g、高氯酸鋰0.25g。其中，丁腈橡膠中丙烯腈的質(zhì)量分 數(shù)為25%。提供溶解丁腈橡膠的溶劑四氫呋喃10ml，將丁腈橡膠加入四氫呋喃溶劑中，常溫 下攪拌至丁腈橡膠完全溶解，得到丁腈橡膠溶液;在上述丁腈橡膠溶液中加入高氯酸鋰，常 溫下繼續(xù)攪拌至高氯酸鋰完全溶解，得到一次混合溶液;在上述一次混合溶液中滴加八(聚 乙二醇)_籠型聚倍半硅氧烷，攪拌至溶解，得到二次混合溶液，將上述二次混合溶液倒入聚 四氟乙烯模具中，將該聚四氟乙烯模具置于真空烘箱中，揮發(fā)溶劑至恒重，即得所述固體聚 合物電解質(zhì)。真空烘箱的溫度設(shè)定為50°C，真空度_1.5Mpa。
[0046] 對(duì)該固體聚合物電解質(zhì)的電導(dǎo)率和拉伸強(qiáng)度進(jìn)行測(cè)試，結(jié)果如表一。采用交流阻 抗法測(cè)定固體聚合物電解質(zhì)的電導(dǎo)率，按照標(biāo)準(zhǔn)IS0/DIS37-1994測(cè)定固體聚合物電解質(zhì)的 拉伸強(qiáng)度。
[0047] 表一
[0048]
[0049] 常規(guī)的丁腈橡膠/聚氧乙烯固體電解質(zhì)的電導(dǎo)率為4.2X1(T6S/Cm，拉伸強(qiáng)度為 1.2MPa，可見(jiàn)，本發(fā)明所述的固體聚合物電解質(zhì)相比現(xiàn)有技術(shù)的固體聚合物電解質(zhì)，電導(dǎo)率 和拉伸強(qiáng)度均有所提升。
[0050] 實(shí)施例二
[0051]本實(shí)施例所述的固體聚合物電解質(zhì)，包括如下重量份的組分:丁腈橡膠〇.5g、八 (聚乙二醇)-籠型聚倍半硅氧烷o.lg、高氯酸鋰〇.25g。其中，丁腈橡膠中丙烯腈的質(zhì)量分?jǐn)?shù) 為30%。提供溶解丁腈橡膠的溶劑四氫呋喃10ml，將丁腈橡膠加入四氫呋喃溶劑中，常溫下 攪拌至丁腈橡膠完全溶解，得到丁腈橡膠溶液;在上述丁腈橡膠溶液中加入高氯酸鋰，常溫 下繼續(xù)攪拌至高氯酸鋰完全溶解，得到一次混合溶液;在上述一次混合溶液中滴加八(聚乙 二醇)_籠型聚倍半硅氧烷，攪拌至溶解，得到二次混合溶液，將上述二次混合溶液倒入聚四 氟乙烯模具中，將該聚四氟乙烯模具置于真空烘箱中，揮發(fā)溶劑至恒重，即得所述固體聚合 物電解質(zhì)。真空烘箱的溫度設(shè)定為60°C，真空度-2. OMpa。
[0052] 對(duì)該固體聚合物電解質(zhì)的電導(dǎo)率和拉伸強(qiáng)度進(jìn)行測(cè)試，結(jié)果如表二。采用交流阻 抗法測(cè)定固體聚合物電解質(zhì)的電導(dǎo)率，按照標(biāo)準(zhǔn)IS0/DIS37-1994測(cè)定固體聚合物電解質(zhì)的 拉伸強(qiáng)度。
[0053] 表二
[0054]
[0055] 常規(guī)的丁腈橡膠/聚氧乙烯固體電解質(zhì)的電導(dǎo)率為4.2X1(T6S/Cm，拉伸強(qiáng)度為 1.2MPa，可見(jiàn)，本發(fā)明所述的固體聚合物電解質(zhì)相比現(xiàn)有技術(shù)的固體聚合物電解質(zhì)，電導(dǎo)率 和拉伸強(qiáng)度均有所提升。
[0056] 實(shí)施例三
[0057]本實(shí)施例所述的固體聚合物電解質(zhì)，包括如下重量份的組分：丁腈橡膠0.5g、八 (聚乙二醇)-籠型聚倍半硅氧烷〇.15g、高氯酸鋰0.25g。其中，丁腈橡膠中丙烯腈的質(zhì)量分 數(shù)為45%。提供溶解丁腈橡膠的溶劑四氫呋喃10ml，將丁腈橡膠加入四氫呋喃溶劑中，常溫 下攪拌至丁腈橡膠完全溶解，得到丁腈橡膠溶液;在上述丁腈橡膠溶液中加入高氯酸鋰，常 溫下繼續(xù)攪拌至高氯酸鋰完全溶解，得到一次混合溶液;在上述一次混合溶液中滴加八(聚 乙二醇)_籠型聚倍半硅氧烷，攪拌至溶解，得到二次混合溶液，將上述二次混合溶液倒入聚 四氟乙烯模具中，將該聚四氟乙烯模具置于真空烘箱中，揮發(fā)溶劑至恒重，即得所述固體聚 合物電解質(zhì)。真空烘箱的溫度設(shè)定為80°C，真空度_2.5Mpa。
[0058] 對(duì)該固體聚合物電解質(zhì)的電導(dǎo)率和拉伸強(qiáng)度進(jìn)行測(cè)試，結(jié)果如表三。采用交流阻 抗法測(cè)定固體聚合物電解質(zhì)的電導(dǎo)率，按照標(biāo)準(zhǔn)IS0/DIS37-1994測(cè)定固體聚合物電解質(zhì)的 拉伸強(qiáng)度。
[0059] 表三
[0060]
'[0061] 常常規(guī)的丁腈橡膠/聚氧乙烯固體電躺?質(zhì)的電導(dǎo)率為4.2X1(T6S/Cm，拉伸強(qiáng)度為 1 1.2MPa，可見(jiàn)，本發(fā)明所述的固體聚合物電解質(zhì)相比現(xiàn)有技術(shù)的固體聚合物電解質(zhì)，電導(dǎo)率 和拉伸強(qiáng)度均有所提升。
[0062] 實(shí)施例四
[0063] 本實(shí)施例所述的固體聚合物電解質(zhì)，包括如下重量份的組分:丁腈橡膠0.5g、八 (聚乙二醇)_籠型聚倍半硅氧烷〇.15g、雙三氟甲基磺酰亞胺鋰0.25g。其中，丁腈橡膠中丙 烯腈的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為42%。提供溶解丁腈橡膠的溶劑丁酮10ml，將丁腈橡膠加入丁酮溶劑中， 常溫下攪拌至丁腈橡膠完全溶解，得到丁腈橡膠溶液;在上述丁腈橡膠溶液中加入雙三氟 甲基磺酰亞胺鋰，常溫下繼續(xù)攪拌至雙三氟甲基磺酰亞胺鋰完全溶解，得到一次混合溶液； 在上述一次混合溶液中滴加八(聚乙二醇)-籠型聚倍半硅氧烷，攪拌至溶解，得到二次混合 溶液，將上述二次混合溶液倒入聚四氟乙烯模具中，將該聚四氟乙烯模具置于真空烘箱中， 揮發(fā)溶劑至恒重，即得所述固體聚合物電解質(zhì)。真空烘箱的溫度設(shè)定為25°C，真空度OMpa。
[0064] 對(duì)該固體聚合物電解質(zhì)的電導(dǎo)率和拉伸強(qiáng)度進(jìn)行測(cè)試，結(jié)果如表四。采用交流阻 抗法測(cè)定固體聚合物電解質(zhì)的電導(dǎo)率，按照標(biāo)準(zhǔn)IS0/DIS37-1994測(cè)定固體聚合物電解質(zhì)的 拉伸強(qiáng)度。
[0065] 表四
[0066]
[0067]
[0068] 常常規(guī)的丁腈橡膠/聚氧乙烯固體電解質(zhì)的電導(dǎo)率為4.2X1(T6S/Cm，拉伸強(qiáng)度為 1.2MPa，可見(jiàn)，本發(fā)明所述的固體聚合物電解質(zhì)相比現(xiàn)有技術(shù)的固體聚合物電解質(zhì)，電導(dǎo)率 和拉伸強(qiáng)度均有所提升。
[0069] 實(shí)施例五
[0070] 本實(shí)施例所述的固體聚合物電解質(zhì)，包括如下重量份的組分:丁腈橡膠0.5g、八 (聚乙二醇)_籠型聚倍半硅氧烷〇.15g、三氟甲基磺酸鋰0.25g。其中，丁腈橡膠中丙烯腈的 質(zhì)量分?jǐn)?shù)為35%。提供溶解丁腈橡膠的溶劑丁酮10ml，將丁腈橡膠加入丁酮溶劑中，常溫下 攪拌至丁腈橡膠完全溶解，得到丁腈橡膠溶液;在上述丁腈橡膠溶液中加入三氟甲基磺酸 鋰，常溫下繼續(xù)攪拌至三氟甲基磺酸鋰完全溶解，得到一次混合溶液;在上述一次混合溶液 中滴加八(聚乙二醇)_籠型聚倍半硅氧烷，攪拌至溶解，得到二次混合溶液，將上述二次混 合溶液倒入聚四氟乙烯模具中，將該聚四氟乙烯模具置于真空烘箱中，揮發(fā)溶劑至恒重，即 得所述固體聚合物電解質(zhì)。真空烘箱的溫度設(shè)定為l〇〇°C，真空度_2.5Mpa。
[0071] 對(duì)該固體聚合物電解質(zhì)的電導(dǎo)率和拉伸強(qiáng)度進(jìn)行測(cè)試，結(jié)果如表五。采用交流阻 抗法測(cè)定固體聚合物電解質(zhì)的電導(dǎo)率，按照標(biāo)準(zhǔn)IS0/DIS37-1994測(cè)定固體聚合物電解質(zhì)的 拉伸強(qiáng)度。
[0072] 表五 [0073]
'[0074] 常常規(guī)的丁腈橡膠/聚氧乙烯固體電躺?質(zhì)的電導(dǎo)率為4.2X1(T6S/Cm，拉伸強(qiáng)度為 1 1.2MPa，可見(jiàn)，本發(fā)明所述的固體聚合物電解質(zhì)相比現(xiàn)有技術(shù)的固體聚合物電解質(zhì)，電導(dǎo)率 和拉伸強(qiáng)度均有所提升。
[0075] 實(shí)施例六
[0076] 本實(shí)施例所述的固體聚合物電解質(zhì)，包括如下重量份的組分:丁腈橡膠0.5g、八 (聚乙二醇)_籠型聚倍半硅氧烷O.Olg、三氟甲基磺酸鋰〇.25g。其中，丁腈橡膠中丙烯腈的 質(zhì)量分?jǐn)?shù)為35%。提供溶解丁腈橡膠的溶劑丁酮10ml，將丁腈橡膠加入丁酮溶劑中，常溫下 攪拌至丁腈橡膠完全溶解，得到丁腈橡膠溶液;在上述丁腈橡膠溶液中加入三氟甲基磺酸 鋰，常溫下繼續(xù)攪拌至三氟甲基磺酸鋰完全溶解，得到一次混合溶液;在上述一次混合溶液 中滴加八(聚乙二醇)_籠型聚倍半硅氧烷，攪拌至溶解，得到二次混合溶液，將上述二次混 合溶液倒入聚四氟乙烯模具中，將該聚四氟乙烯模具置于真空烘箱中，揮發(fā)溶劑至恒重，即 得所述固體聚合物電解質(zhì)。真空烘箱的溫度設(shè)定為50°C，真空度-1.5Mpa。
[0077] 對(duì)該固體聚合物電解質(zhì)的電導(dǎo)率和拉伸強(qiáng)度進(jìn)行測(cè)試，結(jié)果如表六。采用交流阻 抗法測(cè)定固體聚合物電解質(zhì)的電導(dǎo)率，按照標(biāo)準(zhǔn)IS0/DIS37-1994測(cè)定固體聚合物電解質(zhì)的 拉伸強(qiáng)度。
[0078] 表六
[0079]
'[0080] 常常規(guī)的丁腈橡膠/聚氧乙烯固體電解質(zhì)的電導(dǎo)率為4.2X1(T6S/Cm，拉伸強(qiáng)度為 1.2MPa，可見(jiàn)，本發(fā)明所述的固體聚合物電解質(zhì)相比現(xiàn)有技術(shù)的固體聚合物電解質(zhì)，電導(dǎo)率 和拉伸強(qiáng)度均有所提升。
[0081 ] 實(shí)施例七
[0082] 本實(shí)施例所述的固體聚合物電解質(zhì)，包括如下重量份的組分:丁腈橡膠0.5g、八 (聚乙二醇)_籠型聚倍半硅氧烷〇.4g、三氟甲基磺酸鋰0.25g。其中，丁腈橡膠中丙烯腈的質(zhì) 量分?jǐn)?shù)為42%。提供溶解丁腈橡膠的溶劑丁酮10ml，將丁腈橡膠加入丁酮溶劑中，常溫下攪 拌至丁腈橡膠完全溶解，得到丁腈橡膠溶液;在上述丁腈橡膠溶液中加入三氟甲基磺酸鋰， 常溫下繼續(xù)攪拌至三氟甲基磺酸鋰完全溶解，得到一次混合溶液;在上述一次混合溶液中 滴加八(聚乙二醇)_籠型聚倍半硅氧烷，攪拌至溶解，得到二次混合溶液，將上述二次混合 溶液倒入聚四氟乙烯模具中，將該聚四氟乙烯模具置于真空烘箱中，揮發(fā)溶劑至恒重，即得 所述固體聚合物電解質(zhì)。真空烘箱的溫度設(shè)定為50°C，真空度_1.5Mpa。
[0083] 對(duì)該固體聚合物電解質(zhì)的電導(dǎo)率和拉伸強(qiáng)度進(jìn)行測(cè)試，結(jié)果如表七。采用交流阻 抗法測(cè)定固體聚合物電解質(zhì)的電導(dǎo)率，按照標(biāo)準(zhǔn)IS0/DIS37-1994測(cè)定固體聚合物電解質(zhì)的 拉伸強(qiáng)度。
[0084] 表七
[0085]
'[0086] 常常規(guī)的丁腈橡膠/聚氧乙烯固體電躺?質(zhì)的電導(dǎo)率為4.2X1(T6S/Cm，拉伸強(qiáng)度為 1 1.2MPa，可見(jiàn)，本發(fā)明所述的固體聚合物電解質(zhì)相比現(xiàn)有技術(shù)的固體聚合物電解質(zhì)，電導(dǎo)率 和拉伸強(qiáng)度均有所提升。
[0087] 實(shí)施例八
[0088] 本實(shí)施例所述的固體聚合物電解質(zhì)，包括如下重量份的組分:丁腈橡膠0.5g、八 (聚乙二醇)_籠型聚倍半硅氧烷〇.15g、三氟甲基磺酸鋰0.05g。其中，丁腈橡膠中丙烯腈的 質(zhì)量分?jǐn)?shù)為42%。提供溶解丁腈橡膠的溶劑丁酮10ml，將丁腈橡膠加入丁酮溶劑中，常溫下 攪拌至丁腈橡膠完全溶解，得到丁腈橡膠溶液;在上述丁腈橡膠溶液中加入三氟甲基磺酸 鋰，常溫下繼續(xù)攪拌至三氟甲基磺酸鋰完全溶解，得到一次混合溶液;在上述一次混合溶液 中滴加八(聚乙二醇)-籠型聚倍半硅氧烷，攪拌至溶解，得到二次混合溶液，將上述二次混 合溶液倒入聚四氟乙烯模具中，將該聚四氟乙烯模具置于真空烘箱中，揮發(fā)溶劑至恒重，即 得所述固體聚合物電解質(zhì)。真空烘箱的溫度設(shè)定為70°C，真空度-1.5Mpa。
[0089] 對(duì)該固體聚合物電解質(zhì)的電導(dǎo)率和拉伸強(qiáng)度進(jìn)行測(cè)試，結(jié)果如表八。采用交流阻 抗法測(cè)定固體聚合物電解質(zhì)的電導(dǎo)率，按照標(biāo)準(zhǔn)IS0/DIS37-1994測(cè)定固體聚合物電解質(zhì)的 拉伸強(qiáng)度。
[0090] 表八
[0091]
'[0092] 常常規(guī)的丁腈橡膠/聚氧乙烯固體電躺?質(zhì)的電導(dǎo)率為4.2X1(T6S/Cm，拉伸強(qiáng)度為 1 1.2MPa，可見(jiàn)，本發(fā)明所述的固體聚合物電解質(zhì)相比現(xiàn)有技術(shù)的固體聚合物電解質(zhì)，電導(dǎo)率 和拉伸強(qiáng)度均有所提升。
[0093] 實(shí)施例九
[0094] 本實(shí)施例所述的固體聚合物電解質(zhì)，包括如下重量份的組分:丁腈橡膠0.5g、八 (聚乙二醇)_籠型聚倍半硅氧烷〇.15g、三氟甲基磺酸鋰1.5g。其中，丁腈橡膠中丙烯腈的質(zhì) 量分?jǐn)?shù)為18%。提供溶解丁腈橡膠的溶劑丁酮10ml，將丁腈橡膠加入丁酮溶劑中，常溫下攪 拌至丁腈橡膠完全溶解，得到丁腈橡膠溶液;在上述丁腈橡膠溶液中加入三氟甲基磺酸鋰， 常溫下繼續(xù)攪拌至三氟甲基磺酸鋰完全溶解，得到一次混合溶液;在上述一次混合溶液中 滴加八(聚乙二醇)_籠型聚倍半硅氧烷，攪拌至溶解，得到二次混合溶液，將上述二次混合 溶液倒入聚四氟乙烯模具中，將該聚四氟乙烯模具置于真空烘箱中，揮發(fā)溶劑至恒重，即得 所述固體聚合物電解質(zhì)。真空烘箱的溫度設(shè)定為50°C，真空度_1.5Mpa。
[0095] 對(duì)該固體聚合物電解質(zhì)的電導(dǎo)率和拉伸強(qiáng)度進(jìn)行測(cè)試，結(jié)果如表九。采用交流阻 抗法測(cè)定固體聚合物電解質(zhì)的電導(dǎo)率，按照標(biāo)準(zhǔn)IS0/DIS37-1994測(cè)定固體聚合物電解質(zhì)的 拉伸強(qiáng)度。
[0096] 表九
[0097]
[0098] 常常規(guī)的丁腈橡膠/聚氧乙烯固體電解質(zhì)的電導(dǎo)率為4.2X1(T6S/Cm，拉伸強(qiáng)度為 1.2MPa，可見(jiàn)，本發(fā)明所述的固體聚合物電解質(zhì)相比現(xiàn)有技術(shù)的固體聚合物電解質(zhì)，電導(dǎo)率 和拉伸強(qiáng)度均有所提升。
[0099] 以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本發(fā)明的幾種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并 不能因此而理解為對(duì)本發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員 來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保 護(hù)范圍。因此，本發(fā)明專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種固體聚合物電解質(zhì)，其特征在于，包括如下重量份的組分： 丁腈橡膠1份、八(聚乙二醇)-籠型聚倍半硅氧烷0.02-0.8份、鋰鹽0.1-3份。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的固體聚合物電解質(zhì)，其特征在于，所述丁腈橡膠中丙烯腈的質(zhì) 量分?jǐn)?shù)為18 %-45 %。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的固體聚合物電解質(zhì)，其特征在于，所述八(聚乙二醇)_籠型聚 倍半硅氧烷的結(jié)構(gòu)式為：其中，R=CH2QMO CH2CH2)m OCH3,m=l-13.3。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的固體聚合物電解質(zhì)，其特征在于，所述鋰鹽為高氯酸鋰、雙三 氟甲基磺酰亞胺鋰、三氟甲基磺酸鋰其中的一種或幾種;所述溶劑為四氫呋喃或丁酮。5. -種固體聚合物電解質(zhì)的制備方法，其特征在于，包括如下步驟： 提供如下重量份的組分:丁腈橡膠1份、八(聚乙二醇)_籠型聚倍半硅氧烷0.02-0.8份、 鋰鹽0.1-3份； 提供溶解丁腈橡膠的溶劑，其中每Ig 丁腈橡膠對(duì)應(yīng)15ml-25ml溶劑，將丁腈橡膠加入該 溶劑中，常溫下攪拌至丁腈橡膠完全溶解，得到丁腈橡膠溶液； 在上述丁腈橡膠溶液中加入鋰鹽，常溫下繼續(xù)攪拌至鋰鹽完全溶解，得到一次混合溶 液； 在上述一次混合溶液中滴加八(聚乙二醇)-籠型聚倍半硅氧烷，攪拌至溶解，得到二次 混合溶液； 將上述二次混合溶液在真空烘箱中揮發(fā)溶劑至恒重，即得所述固體聚合物電解質(zhì)。6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的固體聚合物電解質(zhì)的制備方法，其特征在于，所述真空烘箱的 溫度為25°C~100°C，真空度為0~_2.5Mpa。7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的固體聚合物電解質(zhì)的制備方法，其特征在于，所述丁腈橡膠中 丙烯腈的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為18%-45%。8. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的固體聚合物電解質(zhì)的制備方法，其特征在于，所述八(聚乙二 醇)_籠型聚倍半硅氧烷的結(jié)構(gòu)式為：其中，R=CH2CH2 (OCH2CH2) m OCH3，m = 1 ~13 · 3。9. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的固體聚合物電解質(zhì)的制備方法，其特征在于，所述鋰鹽為高氯 酸鋰、雙三氟甲基磺酰亞胺鋰、三氟甲基磺酸鋰其中的一種或幾種;所述溶劑為四氫呋喃或 丁酮。10. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的固體聚合物電解質(zhì)的制備方法，其特征在于，所述步驟:將上 述二次混合溶液在真空烘箱中揮發(fā)溶劑至恒重，具體是:將上述二次混合溶液倒入聚四氟 乙烯模具中，將該聚四氟乙烯模具置于真空烘箱中，揮發(fā)溶劑至恒重。
【文檔編號(hào)】H01M10/0565GK105932330SQ201610525708
【公開(kāi)日】2016年9月7日
【申請(qǐng)日】2016年7月4日
【發(fā)明人】楊樹(shù)顏
【申請(qǐng)人】東莞理工學(xué)院