一种多孔纤维凝胶聚合物电解质及其制备方法

摘要

本发明公开的多孔纤维凝胶聚合物电解质由聚偏氟乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、纳米SiO2和液体电解质组成，采用静电纺丝法制备而成。本发明的多孔纤维凝胶聚合物电解质具有离子传导率高，体系力学性能佳等特点，在聚合物锂离子电池中具有好的应用前景。

主权项

一种多孔纤维凝胶聚合物电解质的制备方法，该多孔纤维凝胶聚合物电解质由聚偏氟乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、纳米SiO2和液体电解质组成，其中聚偏氟乙烯与聚甲基丙烯酸甲酯的质量比为0.2～5∶1，纳米SiO2与聚偏氟乙烯和聚甲基丙烯酸甲酯总量的质量比为0.02～0.15∶1；其制备方法包括以下步骤：1)将正硅酸乙酯和乙醇按照体积比0.027～0.053∶1在40℃下搅拌均匀，得到溶液A，在A溶液中加入氨水与去离子水混合液，氨水与去离子水混合液与A溶液的体积比为0.081～0.167∶1，其中氨水和去离子水的体积比为1.79～7.14∶1，强烈搅拌3分钟后，继续搅拌3至5小时，得纳米SiO2凝胶溶液，离心分离，分别用乙醇和N，N‑二甲基甲酰胺洗涤，得到分散于N，N‑二甲基甲酰胺中的纳米SiO2，备用；2)在室温搅拌下，将聚偏氟乙烯和聚甲基丙烯酸甲酯按质量比0.2～5∶1溶解到N，N‑二甲基乙酰胺溶剂中，配制成质量分数为5％～15％的溶液；3)在步骤2)溶液中加入步骤1)的纳米SiO2，纳米SiO2的用量为聚偏氟乙烯和聚甲基丙烯酸甲酯总质量的2％～15％，经搅拌、超声分散，得到均匀溶液；4)采用静电纺丝法将步骤3)制得的均匀溶液纺丝制成直径为80～260nm的纤维膜，静电纺丝条件为：静电纺丝电压10～20千伏，注射器针头与接受板的距离10～15厘米，纺丝溶液流速0.2～0.8毫升/小时；5)将静电纺丝得到的纤维膜真空加热干燥，去除残余的溶剂及水分后置于电解质溶液中浸渍30～60min，取出置于氮气保护的干燥器中干燥，得到多孔纤维凝胶聚合物电解质。