一种锂离子电池用淀粉基聚合物电解质及其制备方法

摘要

本发明涉及一种锂离子电池用淀粉基聚合物电解质及其制备方法，具体讲是将多孔淀粉先进行预糊化处理，然后在促凝剂和造孔剂的作用下制成多孔的淀粉膜，该淀粉膜不仅膜上具有多孔结构，而且组成膜的淀粉颗粒内部也存在多孔结构；再将具有能与锂离子络合的基团接枝在多孔淀粉膜具有的两种孔的孔壁上，最后浸入锂盐的溶液中进行络合反应，取出经过干燥制得一种锂电池用淀粉基聚合物电解质膜，该聚合物电解质不仅具有很高离子电导率和可迁移锂离子密度，而且力学性能优异，生产成本低，易于工业化生产，具有其应用价值。

主权项

一种锂离子电池用淀粉基聚合物电解质，其特征在于由以下原料按重量份制备而成：多孔淀粉     65‑80 份，氢氧化钠     2‑4 份，促凝剂       2‑5 份，造孔剂       5‑10 份，改性剂       3‑5 份，锂盐溶液     5‑10 份，其中所述的多孔淀粉是指用具有生淀粉酶活力的酶在低于糊化温度下作用于生淀粉而形成的多孔性蜂窝状淀粉，淀粉表面布满直径为10nm‑500nm的小孔，小孔由表面向中心深入，孔的容积占颗粒体积的45%‑55%；所述促凝剂为硼酸盐类、噻唑类、二苯胍类的一种或多种；所述的造孔剂为甲醇、乙醇、丙醇、乙二醇中的一种或多种；所述的改性剂为带有活性羟基、羧基和氨基的直链聚合物；所述的锂盐溶液为质量分数为35%‑50% 的四氟硼酸锂溶液、双草酸合硼酸锂溶液、三氟甲基磺酸锂溶液、六氟磷酸锂溶液、二（三氟甲基磺酰）亚胺锂溶液中的一种或多种；所述锂离子电池用淀粉基聚合物电解质，由如下方法制备而得：1)将65‑80重量份的多孔淀粉溶解在反应釜中30‑40摄氏度的蒸馏水中，形成溶液，然后升温至60‑80摄氏度，加入2‑4份的氢氧化钠进行预糊化处理，得到多孔淀粉溶胶；2）在步骤1）得到的多孔淀粉溶胶中加入2‑5重量份的促凝剂和5‑10重量份的造孔剂，充分的搅拌混合反应30‑60min得到铸膜液，真空脱泡处理后刮涂在玻璃板上，自然凝固2‑3h，成膜后置于加热至50‑80 摄氏度的烘箱中1‑2h，使造孔剂挥发，得到多孔淀粉膜；3）将步骤2）得到的多孔淀粉膜浸入装有3‑5重量份改性剂的辐照管中，在辐照射的条件下进行接枝改性处理20‑40min，取出得到改性的多孔淀粉膜；4）将步骤3）得到的改性的多孔淀粉膜浸入到5‑10重量份的锂盐的溶液中进行络合反应10‑20min，取出后置于真空干燥箱中，在真空或氮气气氛中干燥得到一种锂离子电池用淀粉基聚合物电解质。