一种多级孔结构凝胶聚合物电解质膜及其制备方法

摘要

一种多级孔结构凝胶聚合物电解质膜及其制备方法，属于聚合物锂离子电池电解技术领域。该电解质膜由作为支撑体的聚烯烃隔膜、聚合物基体聚偏二氟乙烯-六氟丙烯和无机填料二氧化钛纳米管三部分组成，具有多级孔结构及良好力学性能，吸收电解液后形成的凝胶聚合物电解质具有优良的电化学性能。本发明采用水热方法制备二氧化钛纳米管，然后将由二氧化钛纳米管、聚合物基体、造孔剂及有机溶剂形成的溶胶刮涂在聚烯烃隔膜两面，再经相转换反应去除造孔剂获得多级孔结构凝胶聚合物电解质膜，制备工艺简单。

主权项

一种多级孔结构凝胶聚合物电解质膜，其特征在于，该凝胶聚合物电解质膜由作为支撑体的聚烯烃隔膜、聚合物基体聚偏二氟乙烯‑六氟丙烯PVDF‑HFP和无机填料二氧化钛纳米管TiO₂NTs三部分组成；其中，聚烯烃隔膜为单层聚乙烯PE膜、单层聚丙烯PP膜、双层聚丙烯/聚乙烯PP/PE膜、双层聚丙烯/聚丙烯PP/PP膜、三层聚丙烯/聚乙烯/聚丙烯PP/PE/PP膜中的一种，厚度为20～25微米，孔隙率约为40％，聚偏二氟乙烯‑六氟丙烯PVDF‑HFP和二氧化钛纳米管TiO₂NTs混合物均匀地涂覆在聚烯烃隔膜的两面，厚度为30～100微米，二氧化钛纳米管TiO₂NTs为锐钛矿型，长度在10～30微米，外径3～5纳米，均匀交叉包埋在PVDF‑HFP基体中，负载量为1～5.5克/米²；该凝胶聚合物电解质膜具有孔径小于2纳米的微孔、2～50纳米的介孔和孔径大于50纳米的大孔，呈多级孔结构，孔隙率为50～70％。