一种三层结构的全固态聚合物电解质膜的制备方法

摘要

本发明涉及固态聚合物电解质制备技术领域，提供了一种三层结构的锂离子电池全固态聚合物电解质膜的静电纺丝制备方法，上、下两层使用离子电导率高的PEO作为锂盐的载体，中间一层使用机械强度好的PVDF作为锂盐的载体及传输通道，同时三层均使用纳米TiO₂粒子改性，最后用静电纺丝机进行逐层电纺制备；本发明的有益效果为：通过该方法制备的三层结构固态聚合物电解质膜的离子电导率和机械强度均比相应单层的固态聚合物电解质膜有很大提高；添加3 wt% TiO₂纳米粒子改性的三层结构固态聚合物电解质膜的机械强度比相应单层的固态聚合物电解质膜提高0.5倍。

主权项

一种三层结构的锂离子电池全固态聚合物电解质膜的静电纺丝制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、选用PEO和PVDF两种基体，锂盐选用LiClO₄，纳米粒子选用TiO₂纳米粒子；步骤二、将PEO与LiClO₄按物质的量比为n_EO : n_LiClO4=8:1 溶于乙腈溶剂中，磁力搅拌1h，然后加入TiO₂纳米粒子，超声振荡分散1h，使得TiO₂纳米粒子分散均匀，接着磁力搅拌12h，得到分散均匀的乳浊液；步骤三、将PVDF溶于V_DMAc:V_丙酮 = 7:3的混合溶液中，磁力搅拌1h，然后加入TiO₂纳米粒子，超声振荡分散1h，使得TiO₂纳米粒子分散均匀，接着磁力搅拌12h，得到分散均匀的乳浊液；步骤四、将在步骤二、步骤三中制备的纺丝液进行逐层电纺制备，步骤二中的纺丝液用于制备上层和下层，步骤三中的纺丝液用于制备中间层，调整两种纺丝溶液的体积，控制上、下层与中间层的厚度比均为3～5:1，将得到的三层聚合物电解质膜真空干燥24 h。