聚合物膜及其制備方法，具有聚合物膜的電解質(zhì)以及電池的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種聚合物膜，該聚合物膜的組分包括聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物和納米粘土，以及聚甲基丙烯酸甲酯或其衍生物。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所提供的聚合物膜具有較強(qiáng)的機(jī)械性能、熱穩(wěn)定性以及在室溫下具有較高的離子電導(dǎo)率，該聚合物膜在商業(yè)化的聚合物鋰離子電池和鋰硫電池上具有非?？捎^的應(yīng)用前景。因此，本發(fā)明還提供一種包含該聚合物膜的凝膠聚合物電解質(zhì)，以及一種采用這種凝膠聚合物電解質(zhì)的電池。
【專利說明】聚合物膜及其制備方法，具有聚合物膜的電解質(zhì)以及電池

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種聚合物膜。
[0002]本發(fā)明還涉及一種聚合物膜的制備方法。
[0003]本發(fā)明還涉及一種具有聚合物膜的電解質(zhì)。
[0004]本發(fā)明還涉及一種具有聚合物膜的電解質(zhì)的電池。

【背景技術(shù)】
[0005]鋰電池作為現(xiàn)有技術(shù)中的一種高能量密度電池，被業(yè)界人員進(jìn)行了廣泛的研究，其中聚合物鋰離子電池由于可任意形狀化和無漏液危險更是得到了人們的廣泛關(guān)注。聚合物鋰離子電池的關(guān)鍵材料是電解質(zhì)，而商業(yè)化聚合物鋰離子電池用電解質(zhì)是基于一種膠態(tài)有機(jī)微孔膜，其中有機(jī)膜為支撐骨架，電解液則儲于微孔中，鋰離子的導(dǎo)電通過聚合物分子的鏈段運(yùn)動或儲于微孔中的電解液的遷移來實現(xiàn)，整個聚合物電解質(zhì)呈半固態(tài)結(jié)構(gòu)。
[0006]優(yōu)良的聚合物電解質(zhì)應(yīng)該具備機(jī)械強(qiáng)度大、電化學(xué)性能穩(wěn)定，電子絕緣，離子導(dǎo)電率高、易于制備等條件。近幾年人們一直致力于尋找滿足條件的凝膠態(tài)聚合物和固體電解質(zhì)。研究主要集中在以聚丙烯腈(PAN)，聚環(huán)氧乙烷(PEO)等為基質(zhì)的聚合物電解質(zhì)，但由于這些電解質(zhì)的室溫離子電導(dǎo)率偏低、電解質(zhì)機(jī)械強(qiáng)度差、或聚合物基質(zhì)對制備的電池電化學(xué)性能有影響等，商業(yè)化應(yīng)用受到限制。
[0007]美國Bellcore公司于1994年在聚合物鋰離子電池制備方面取得突破，并成功實現(xiàn)商業(yè)化，他們用聚偏氟乙烯-六氟丙烯(PVDF-HFP)通過增塑/萃取工藝制得微孔結(jié)構(gòu)的聚合物膜，增加了聚合物電解質(zhì)的吸液率，并因此提高了電解質(zhì)的離子電導(dǎo)率和電池的高倍率放電性能。該方法的不足之處是要采用抽提步驟萃取出增塑劑，因而提高了電池生產(chǎn)成本，并由此帶來了處理大量有機(jī)增塑劑而出現(xiàn)的安全問題。
[0008]因此，現(xiàn)有技術(shù)實有必要進(jìn)一步提高。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明提供一種可作為電解液支撐材料的具有良好的電化學(xué)性能的聚合物膜，該聚合物膜成本更低，機(jī)械性能和熱穩(wěn)定性更好，室溫下具有較高的離子電導(dǎo)率，且不會出現(xiàn)安全問題。
[0010]本發(fā)明提供一種聚合物膜，所述聚合物膜的組分包括聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物和納米粘土，以及聚甲基丙烯酸甲酯或其衍生物。
[0011]本發(fā)明提供一種聚合物膜，優(yōu)選的，所述聚甲基丙烯酸甲酯衍生物為三甲氧基硅烷取代的聚甲基丙烯酸甲酯。
[0012]本發(fā)明提供一種聚合物膜，優(yōu)選的，所述聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物與所述聚甲基丙烯酸甲酯或其衍生物的質(zhì)量比為1.2:1-1.8:1 ;以所述聚合物膜的質(zhì)量百分含量為基準(zhǔn)，所述納米粘土的質(zhì)量百分含量為4%_6%。
[0013]本發(fā)明提供一種聚合物膜，優(yōu)選的，所述納米粘土經(jīng)過表面活性劑改性；所述表面活性劑為十八胺或十二烷基二甲基芐基氯化銨。
[0014]本發(fā)明提供一種聚合物膜，優(yōu)選的，所述聚合物膜的厚度為60-100 μ m。
[0015]本發(fā)明提供一種聚合物膜，優(yōu)選的，所述聚合物膜具有多孔海綿狀結(jié)構(gòu)，所述聚合物膜的孔徑尺寸為微米級；所述聚合物膜的孔隙率范圍為60%-80%。
[0016]本發(fā)明提供一種聚合物膜的制備方法，所述制備方法包括如下步驟:將聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物、納米粘土、聚甲基丙烯酸甲酯或其衍生物在溶劑中混合，所述溶劑包括丙酮；再加入非溶劑混合，所述非溶劑包括水、乙醇或甲基叔丁基醚中的一種；澆鑄并讓溶劑和非溶劑揮發(fā)，干燥，得到組分包括聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物和納米粘土，以及聚甲基丙烯酸甲酯或其衍生物聚合物膜。
[0017]本發(fā)明還提供一種電解質(zhì)，所述電解質(zhì)包括如上所述的聚合物膜。
[0018]本發(fā)明還提供一種電池，包括正極、負(fù)極以及設(shè)于正極和負(fù)極之間的電解質(zhì)，其中，所述電解質(zhì)包括如上所述的聚合物膜。
[0019]本發(fā)明還提供一種電池，所述正極包括復(fù)合正極材料，優(yōu)選的，所述復(fù)合正極材料包括單質(zhì)硫、聚丙烯腈和Mga6Nia4O ;所述復(fù)合正極材料中單質(zhì)硫、聚丙烯腈和Mga6Nia4O的質(zhì)量比為4:1:0.3。
[0020]本發(fā)明提供的聚合物膜具有較強(qiáng)的機(jī)械性能、對熱穩(wěn)定性以及在室溫下具有較高的離子導(dǎo)電率，符合聚合物鋰離子電池和鋰硫電池的應(yīng)用要求。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0022]圖1是實施例3提供的電池恒流充放電時電壓與比容量關(guān)系圖；
[0023]圖2是實施例3提供的電池恒流充放電時的循環(huán)性能圖；
[0024]圖3是實施例3提供的電池以不同電流密度充放電時的循環(huán)性能圖；
[0025]圖4是實施例3提供的電池以不同電流密度充放電時電壓與比容量關(guān)系圖。

【具體實施方式】
[0026]一種聚合物膜，可以應(yīng)用于電化學(xué)裝置，電化學(xué)裝置包括但不僅限于電池。應(yīng)用此聚合物膜的電池，可被應(yīng)用于比如便攜式電子裝置、電動工具、電動汽車等領(lǐng)域。
[0027]—種聚合物膜，其組分包括聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物和納米粘土，以及聚甲基丙烯酸甲酯或其衍生物。
[0028]本發(fā)明提供的聚合物膜，其中，聚偏氟乙烯(PVDF)是一種部分結(jié)晶的含氟功能材料，具有較高的機(jī)械強(qiáng)度、良好的耐熱性、力學(xué)性能、耐化學(xué)腐蝕和抗紫外線、耐老化性能。另外，聚偏氟乙烯(PVDF)化學(xué)性能穩(wěn)定，能耐氧化劑、酸、堿、鹽類、鹵素、芳烴、脂肪及氯代溶劑的腐蝕和溶脹，兼有優(yōu)異的抗紫外線和耐老化的性能。聚偏氟乙烯(PVDF)與六氟丙烯(HFP)形成的共聚物聚偏氟乙烯-六氟丙烯(PVDF-HFP)結(jié)合了這兩種聚合物的性能，即聚偏氟乙烯(PVDF)的晶體結(jié)構(gòu)使得共聚物具有更加優(yōu)異的化學(xué)穩(wěn)定性，無定形的六氟丙烯(HFP)能夠提高共聚物的塑性，而這一性質(zhì)直接關(guān)系到共聚物的離子導(dǎo)電率。
[0029]聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)中結(jié)構(gòu)單元為甲基丙烯酸甲酯(MMA)，PMMA的分子主鏈為飽和結(jié)構(gòu)，側(cè)鏈為極性酯基，側(cè)鏈的酯基與碳酸酯類有機(jī)溶劑中的酯基有很強(qiáng)的作用，因此能夠包容大量的液體電解質(zhì),與液體電解質(zhì)之間具有很好的相容性，同時PMMA類聚合物與鋰電極有較好的界面穩(wěn)定性，與金屬鋰電極的界面阻抗低。
[0030]聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)衍生物(f-PMMA)，具體是指向PMMA分子鏈中引入其他官能團(tuán)，使PMMA官能團(tuán)化。聚甲基丙烯酸甲酯衍生物(f-PMMA)包括但不僅限于三甲氧基硅烷取代的PMMA。利用含乙烯基的有機(jī)硅氧烷，如Y-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(MPTMS)，將MPTMS與甲基丙烯酸甲酯(MMA)共聚，將有機(jī)硅氧烷單體引入到聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)的分子鏈中，官能團(tuán)化后得到的PMMA衍生物分子鏈中硅氧烷基團(tuán)發(fā)生水解形成硅醇，硅醇發(fā)生縮合形成自交聯(lián)的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，相比于PMMA，三甲氧基硅烷取代的PMMA交聯(lián)程度更高，孔的分布更均勻，成膜性好，具有更優(yōu)異的機(jī)械性能和熱穩(wěn)定性能。
[0031]納米粘土具有層狀結(jié)構(gòu)，在與PVDF-HFP共聚物以及PMMA或f-PMMA混合后，能夠很好的分散于聚合物基體中，同時，納米粘土具有高的介電常數(shù)，分散于聚合物基體中后，能夠提高整個聚合物膜的介電性能。
[0032]本發(fā)明提供的聚合物膜，其組分包括聚偏氟乙烯-六氟丙烯(PVDF-HFP)共聚物和納米粘土，以及聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)或其衍生物。優(yōu)選的，聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物與聚甲基丙烯酸甲酯或其衍生物的質(zhì)量比為1.2:1-1.8:1。優(yōu)選的，以聚合物膜的質(zhì)量百分含量為基準(zhǔn)，納米粘土的質(zhì)量百分含量為4%-6%。進(jìn)一步優(yōu)選的，聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物、聚甲基丙烯酸甲酯或其衍生物、納米粘土三者之間的質(zhì)量比為3:2:0.25。
[0033]本發(fā)明提供的聚合物膜，優(yōu)選的，納米粘土經(jīng)過表面活性劑的改性。優(yōu)選的，表面活性劑為十八胺或十二烷基二甲基芐基氯化銨。經(jīng)過表面活性劑改性后的納米粘土其層間距得到的提高，改性后的納米粘土微觀結(jié)構(gòu)也更為精細(xì)，同時，改性后的納米粘土其表面性質(zhì)可以由親水性變?yōu)橛H油性，能夠更好的提高界面的穩(wěn)定性，使得聚合物膜具有更加優(yōu)異的性能。
[0034] 本發(fā)明提供的聚合物膜，優(yōu)選的，聚甲基丙烯酸甲酯的數(shù)均分子量為280000-420000 ;進(jìn)一步優(yōu)選的，聚甲基丙烯酸甲酯的數(shù)均分子量為350000。
[0035]本發(fā)明提供的聚合物膜，優(yōu)選的，聚甲基丙烯酸甲酯衍生物的重均分子量為20000-30000g/mol ;進(jìn)一步優(yōu)選的，聚甲基丙烯酸甲酯衍生物的重均分子量為26066g/mol。優(yōu)選的，聚甲基丙烯酸甲酯衍生物的聚合物分散指數(shù)為1.8-2.1 ;進(jìn)一步優(yōu)選的，聚甲基丙烯酸甲酯衍生物的聚合物分散指數(shù)為1.96。
[0036]本發(fā)明提供的聚合物膜，優(yōu)選的，聚合物膜的厚度為60-100 μ m ;進(jìn)一步優(yōu)選的，聚合物膜的厚度為80 μ m。優(yōu)選的，聚合物膜具有多孔海綿狀結(jié)構(gòu)，孔的分布非常均勻，聚合物膜的孔徑尺寸為微米級，聚合物膜的孔隙率范圍為60%-80%。
[0037]本發(fā)明提供的聚合物膜，聚甲基丙烯酸甲酯衍生物(f-PMMA)包括但不僅限于三甲氧基硅烷取代的PMMA，具體的，三甲氧基硅烷取代的PMMA的制備步驟為:在溫度范圍50-70°C下，通過自由基方法，采用偶氮二異丁腈作為熱引發(fā)劑，由甲基丙烯酸甲酯和Y-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷聚合生成三甲氧基硅烷取代的PMMA。
[0038]本發(fā)明還提供一種聚合物膜的制備方法，其中，聚合物膜的組分包括聚偏氟乙烯(PVDF)-六氟丙烯(HFP)共聚物(PVDF-HFP)和納米粘土，以及聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)或其衍生物；制備方法包括如下步驟:將聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物、納米粘土、聚甲基丙烯酸甲酯或其衍生物在溶劑中混合，溶劑包括丙酮；再加入非溶劑混合，非溶劑包括水、乙醇或甲基叔丁基醚中的一種；澆鑄并讓溶劑和非溶劑揮發(fā)，干燥，得到組分包括聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物和納米粘土，以及聚甲基丙烯酸甲酯或其衍生物聚合物膜。
[0039]本發(fā)明提供的聚合物膜的制備方法，優(yōu)選的，加入非溶劑的方式為緩慢加入，有利用聚合物膜更好的形成多孔結(jié)構(gòu)。
[0040]本發(fā)明提供的聚合物膜的制備方法，具體是通過相分離法(phase separat1nmethod)來制備聚合物膜。相分離法是利用澆鑄液與周圍環(huán)境進(jìn)行溶劑、非溶劑傳質(zhì)交換，使原本穩(wěn)態(tài)的溶液變成非穩(wěn)態(tài)而產(chǎn)生液-液相分離，最后固化形成膜結(jié)構(gòu)。
[0041]本發(fā)明提供的聚合物膜的制備方法，首先需要配制聚合物溶液，在尋找合適的溶劑來溶解聚合物時，通常應(yīng)遵循溶劑與聚合物的溶度參數(shù)相近，溶劑和聚合物的極性相近以及溶劑與聚合物的路易斯酸、堿性相配等原則。具體的，溶劑為丙酮。而非溶劑的加入主要是使聚合物溶液產(chǎn)生沉淀而形成膜，因此，非溶劑為聚合物的不良溶劑，具體的，非溶劑可以選自醚類溶劑，如叔丁基甲基醚等；非溶劑還可以是水或乙醇。
[0042]本發(fā)明提供的聚合物膜的制備方法，優(yōu)選的，在攪拌以及超聲波處理下，將PVDF-HFP共聚物、納米粘土、聚甲基丙烯酸甲酯或其衍生物均勻的溶解在溶劑中，隨后緩慢加入非溶劑，并持續(xù)攪拌，攪拌時間范圍為2-5小時。攪拌混合后得到澆鑄液，將澆鑄液澆鑄到Teflon盤或鋁板上，并讓溶劑和非溶劑蒸發(fā)，成型，之后進(jìn)行干燥處理，以進(jìn)一步去除可能殘留的溶劑和非溶劑，具體的，干燥處理可以是在真空條件下進(jìn)行，干燥處理的溫度范圍為50-80°C，干燥處理的時間范圍為5-12小時。
[0043]在一個制備聚合物膜的實施方式中，聚合物膜包括聚偏氟乙烯-六氟丙烯(PVDF-HFP)共聚物、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)以及納米粘土，具體制備步驟包括:將質(zhì)量比為3:2:0.25的PVDF-HFP、PMMA (數(shù)均分子量350000)和十八胺改性的納米粘土，在攪拌和超聲的過程中加入丙酮中。緩慢加入去離子水，混合溶液持續(xù)攪拌3小時。得到的澆鑄液澆鑄到Teflon盤上，室溫下過夜讓溶劑和非溶劑揮發(fā)，成型，然后進(jìn)行干燥處理，進(jìn)一步去除殘留的丙酮和水，具體的，在50°C下真空干燥5小時，得到聚合物膜。
[0044]本發(fā)明還揭示了一種電解質(zhì)，電解質(zhì)包括聚合物膜，聚合物膜的組分包括聚偏氟乙烯-六氟丙烯(PVDF-HFP)共聚物和納米粘土，以及聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)或其衍生物。聚合物膜主要作為支撐材料，進(jìn)一步吸收液體電解質(zhì)之后構(gòu)成電解質(zhì)。
[0045]本發(fā)明中制備的聚合物膜可以吸收大量的液體電解質(zhì)，這一特性對于制備高能電池的凝膠電解質(zhì)是非常重要的。本發(fā)明中制備的聚合物膜是透明的、無需支撐的，且沒有出現(xiàn)明顯的液體電解質(zhì)泄露。
[0046]具體的，液體電解質(zhì)包括鹽和溶劑，其中，鹽包括但不僅限于鋰鹽；溶劑包括但不僅限于有機(jī)溶劑。
[0047]鋰鹽包括但不僅限于以下物質(zhì)中的一種或多種:LiSCN、LiBr、Li1、LiC104、LiAsF6、LiSO3CF3、LiSO3CH3、LiBF4、LiB (Ph)4, LiC (SO2CF3) 3、LiPF6 和 LiN (SO2CF3) 2。有機(jī)溶劑中可采用的鋰鹽的濃度范圍為0.2-2.0M。具體的，鋰鹽濃度為0.5-1.5M。
[0048]有機(jī)溶劑可以是單一組分的溶劑或者至少兩種組分的混合有機(jī)溶劑。有機(jī)溶劑包括但不僅限于以下物質(zhì)中的一種或多種:二甲醚(DME)、碳酸二甲酯(DMC)、碳酸乙烯脂(EC)、碳酸二乙脂(DEC)、碳酸甲乙烯酯(EMC)、碳酸丙烯脂(PC)、碳酸甲丙酯(MPC)、1、3_二氧戊烷(D1X)、乙醚、甘醇二甲醚、內(nèi)酯、砜、環(huán)丁砜。
[0049]在具體的實施方式中，將1.0MLiPF6溶解在有機(jī)溶劑碳酸乙烯酯(EC)、碳酸二乙酯(DEC) (EC:DEC=l:lv/v)中作為液體電解質(zhì)。將聚合物膜浸潰在液體電解質(zhì)中得到半固態(tài)的凝膠聚合物電解質(zhì)。最后，通過濾紙對聚合物膜表面進(jìn)行干燥處理，從而得到電解質(zhì)。
[0050]本發(fā)明所揭示的電解質(zhì)中，引入了 PVDF-HFP/PMMA/納米粘土或PVDF-HFP/f-PMMA/納米粘土聚合物膜，進(jìn)而通過聚合物膜吸收液體電解質(zhì)形成凝膠電解質(zhì)，一方面，可以使凝膠電解質(zhì)具有高的吸液量和離子電導(dǎo)率；另一方面，改善了凝膠電解質(zhì)與電極的界面特性，減少了電極/電解質(zhì)的界面電阻和電荷轉(zhuǎn)移電阻，這對提高電池的循環(huán)性能和倍率性能有重要的意義。
[0051]本發(fā)明提供的聚合物膜是一種基于膠態(tài)的有機(jī)微孔膜，主要作為支撐骨架，將液態(tài)電解質(zhì)儲于微孔中，電解質(zhì)的離子導(dǎo)電性能主要通過聚合物分子的鏈段運(yùn)動或儲于微孔中的離子的遷移來實現(xiàn)，整個電解質(zhì)呈半固態(tài)結(jié)構(gòu)。聚合物膜的孔隙豐富，吸收液態(tài)電解質(zhì)能力強(qiáng)，膜的表面和背面都為微孔結(jié)構(gòu)，從而使離子傳輸能貫穿整個聚合物膜，使得聚合物電解質(zhì)在室溫下具有較高的離子電導(dǎo)率，具體的，本發(fā)明提供的凝膠聚合物電解質(zhì)在室溫下的離子導(dǎo)電率為3.06mS/cmo本發(fā)明揭示的含有聚合物膜PVDF-HFP/PMMA/納米粘土或PVDF-HFP/f-PMMA/納米粘土的凝膠聚合物電解質(zhì)能夠很好的應(yīng)用于聚合物鋰離子電池和鋰硫電池中。
[0052]本發(fā)明還提供了一種電池，包括正極、負(fù)極以及設(shè)于正極和負(fù)極之間的電解質(zhì)，電解質(zhì)包括如上的聚合物膜。其中，正極包括復(fù)合正極材料，復(fù)合正極材料參與電化學(xué)反應(yīng)，包括能夠可逆脫出-嵌入離子或者官能團(tuán)的材料。
[0053]具體的，復(fù)合正極材料包括能夠可逆脫出-嵌入鋰離子、鈉離子、鋅離子或者鎂離子的材料。其中，能夠可逆脫出-嵌入鋰離子的材料包括但不僅限于具有尖晶石結(jié)構(gòu)或?qū)訝罱Y(jié)構(gòu)或橄欖石結(jié)構(gòu)的材料。
[0054] 復(fù)合正極材料為鋰離子脫出-嵌入化合物時，可以選用如LiMn204、LiFePO4或LiCoO2等化合物。此外，可脫出-嵌入鈉離子的化合物NaVPO4F,可脫出-嵌入鋅離子的化合物λ-MnO2，可脫出-嵌入鎂離子的化合物MgMxOy (其中M為一種金屬，0.5〈x〈3，2〈y〈6)以及具有類似功能，能夠脫出-嵌入離子或官能團(tuán)的化合物都可以作為本發(fā)明電池的復(fù)合正極材料。
[0055]復(fù)合正極材料為可脫出-嵌入鋰離子、鈉離子、鎂離子或鋅離子時，對應(yīng)的，電解質(zhì)中的鹽可以是鋰鹽、鈉鹽、鎂鹽或鋅鹽。
[0056]目前鋰電池工業(yè)中，幾乎所有復(fù)合正極材料都會經(jīng)過摻雜、包覆等改性處理。但摻雜，包覆改性等手段造成材料的化學(xué)通式表達(dá)復(fù)雜，如LiMn2O4已經(jīng)不能夠代表目前廣泛使用的“錳酸鋰”的通式，而應(yīng)該理解為廣泛地包括經(jīng)過各種改性的LiMn2O4復(fù)合正極材料。同樣的，LiFePO4以及LiCoO2也應(yīng)該廣泛地理解為包括經(jīng)過各種摻雜、包覆等改性的復(fù)合正極材料。
[0057]本發(fā)明還提供了一種電池，包括正極、負(fù)極以及設(shè)于正極和負(fù)極之間的電解質(zhì)，電解質(zhì)包括如上的聚合物膜。其中，正極包括復(fù)合正極材料，復(fù)合正極材料包括單質(zhì)硫。
[0058]優(yōu)選的，復(fù)合正極材料還包括聚吡咯(PPy)、聚丙烯腈(PAN)或聚丙烯腈共聚物中的至少一種。優(yōu)選的，以復(fù)合正極材料的總質(zhì)量為100%，聚吡咯、聚丙烯腈或聚丙烯腈共聚物的質(zhì)量百分比為2%-40%。進(jìn)一步優(yōu)選的，聚丙烯腈共聚物選自PAN-甲基丙烯酸甲酯共聚物、PAN-PPy中的至少一種。PPy是一種導(dǎo)電性優(yōu)良的聚合物，被廣泛應(yīng)用在電極表面修飾以及電極材料中；PAN在200-300°C下發(fā)生熱解反應(yīng)包含了氰基的環(huán)化、脫氫、共軛、交聯(lián)等過程，生成具有導(dǎo)電性能的共軛聚吡咯，PAN的低溫?zé)峤庑阅転橹苽鋸?fù)合正極材料提供了良好的載體，而PAN-甲基丙烯酸甲酯共聚物因其結(jié)構(gòu)中具備PAN的結(jié)構(gòu)單元、PAN-PPy更是結(jié)合了 PAN與PPy的雙重性質(zhì)因此均可作為正極活性材料的載體。
[0059]進(jìn)一步優(yōu)選的，復(fù)合正極材料還包括金屬氧化物,金屬氧化物選自MgaNib0、MgO>N1、V205、CuO, MgcCudO, La2O3> Zr2O3> Ce2O3 以及 Mn2Of 中的至少一種；其中，0〈a〈l、0〈b〈l、a+b=l ;0〈c〈l、0〈d〈l、c+d=l汀的取值為2或3或4或7。優(yōu)選的，以復(fù)合正極材料的總質(zhì)量為100%，金屬氧化物的質(zhì)量百分比為不高于20%。進(jìn)一步優(yōu)選的，金屬氧化物選自Mga6NiaAMga6Nia4O不僅可以進(jìn)一步提高復(fù)合正極材料的導(dǎo)電性，而且能夠抑制充放電中間產(chǎn)物多硫化鋰的溶解，提高了單質(zhì)硫的利用率，使得電池的循環(huán)性能得到很大的提高。
[0060]本發(fā)明提供一種電池，包括正極、負(fù)極以及設(shè)于正極和負(fù)極之間的電解質(zhì)，電解質(zhì)包括如上的聚合物膜。其中，正極包括復(fù)合正極材料，優(yōu)選的，復(fù)合正極材料包括單質(zhì)硫、聚丙烯腈和Mga6Nia4O,優(yōu)選的，復(fù)合正極材料中單質(zhì)硫、聚丙烯腈和Mga6Nia4O的質(zhì)量比為4:1:0.3，采用該導(dǎo)電性更好的復(fù)合正極材料，與含有PVDF-HFP/PMMA/納米粘土或PVDF-HFP/f-PMMA/納米粘土聚合物膜的凝膠聚合物電解質(zhì)結(jié)合使用，能夠更好的抑制鋰硫電池充放電過程中，中間產(chǎn)物多硫化鋰的溶解，減少復(fù)合正極材料中單質(zhì)硫的損失，提高復(fù)合正極材料的利用率及循環(huán)穩(wěn)定性。
[0061]本發(fā)明提供的電池中，復(fù)合正極材料可采用以下制備方法獲得:將單質(zhì)硫溶入第一溶劑中，得到第一溶液；將聚吡咯、聚丙烯腈、聚丙烯腈共聚物中的至少一種溶入到第二溶劑中，得到第二溶液；將金屬氧化物中的至少一種、第一溶液、第二溶液混合并在惰性氣體下進(jìn)行球磨，得到混合物，將混合物真空干燥，除去其中的溶劑，而后在保護(hù)氣氛下進(jìn)行加熱處理，自然冷卻，得到復(fù)合正極材料；第一溶劑選自二硫化碳，甲苯，液態(tài)烴中的一種；第二溶劑選自二甲基甲酰胺，二甲基丙烯胺，二甲基丙烯胺與氯化鋰的混合物，及二甲基亞砜中的一種。
[0062]通過球磨過程，使金屬氧化物中的至少一種、第一溶液、第二溶液混合得更加均勻，具體的，球磨過程的轉(zhuǎn)速范圍為200-1300轉(zhuǎn)/分，球磨時間范圍為1-20小時。球磨過程是在惰性氣體下進(jìn)行，是為了避免在球磨過程中發(fā)生其他的副反應(yīng)從而對材料產(chǎn)生影響。
[0063]將球磨得到的混合物進(jìn)行真空干燥處理，具體的，真空干燥的溫度范圍為35-75°C，干燥時間范圍為3-12小時。
[0064]將干燥后的混合物進(jìn)一步進(jìn)行加熱處理，具體的，加熱處理的溫度范圍為150-450°C,加熱處理時間范圍為1-20小時,保護(hù)氣氛選自IS氣、氮?dú)饣騃S氣與氫氣混合的還原氣體以及氮?dú)馀c氫氣混合的還原氣體。
[0065]具體實施中可為:將重量百分比為70%的單質(zhì)硫溶解在有機(jī)溶劑二硫化碳(CS2)中，得到含硫的CS2溶液，將重量百分比為20%PAN溶解在有機(jī)溶劑二甲基甲酰胺(DMF)中得到含有PAN的DMF溶液，然后將含硫的CS2溶液、含有PAN的DMF溶液、重量百分比為10%的Mga6Nia4O —起混合并在氬氣保護(hù)下進(jìn)行機(jī)械球磨，球磨過程的轉(zhuǎn)速為600轉(zhuǎn)/分，球磨時間為10小時；將球磨制得物在55°C下進(jìn)行真空干燥，干燥時間為5小時，除去其中的溶劑；而后在350°C氮?dú)庀逻M(jìn)行加熱處理10小時，自然冷卻，得到PAN/S/MguNiuO。
[0066]本發(fā)明提供的電池中，復(fù)合正極材料還可采用以下制備方法獲得:將單質(zhì)硫，聚吡咯、聚丙烯腈、聚丙烯腈共聚物中的至少一種和金屬氧化物中的至少一種溶入到溶劑中，得到第一混合物，將第一混合物進(jìn)行球磨混合，得到第二混合物，將第二混合物真空干燥，隨后在保護(hù)氣氛或真空環(huán)境下進(jìn)行加熱處理，冷卻后得到正極活性物質(zhì)。
[0067]優(yōu)選的，單質(zhì)硫的重量百分比范圍為60%_95%，聚吡咯、聚丙烯腈、聚丙烯腈共聚物中的至少一種的重量百分比范圍為2%-40%，金屬氧化物中的至少一種的重量百分比范圍為0%-20%。溶劑包括但不僅限于乙醇、N-甲基吡咯烷酮中的一種。
[0068]具體的，球磨過程的轉(zhuǎn)速范圍為200-1300轉(zhuǎn)/分，球磨時間范圍為1_20小時。
[0069]真空干燥處理時，真空干燥的溫度范圍為35_75°C，干燥時間范圍為3-12小時。在具體實施例中，通過機(jī)械球磨制得的混合物在50°C下真空干燥3小時。
[0070]加熱處理時，加熱處理的溫度的范圍為150_450°C，加熱處理時間不小于I小時。優(yōu)選的，加熱處理的溫度的范圍為250-400 V，加熱處理的時間范圍為1-20小時。加熱處理是在保護(hù)氣氛或真空環(huán)境下進(jìn)行的，具體的，保護(hù)氣氛選自氬氣或氮?dú)狻?br> [0071]具體實施中可為:將重量百分比為70%的單質(zhì)硫，重量百分比為10%的PAN以及重量百分比范圍為10%的Mga6Nia4O溶入乙醇中得到第一混合物，乙醇作為分散劑使單質(zhì)硫、PAN和Mga 6Ni0.40混合得更加均勻。將第一混合物進(jìn)行球磨處理，球磨過程的轉(zhuǎn)速為800轉(zhuǎn)/分，球磨時間范圍為8小時，得到第二混合物；將第二混合物在50°C真空干燥箱中干燥3小時，隨后在300°C氬氣保護(hù)條件下加熱處理5小時，冷卻后得到PAN/S/Mga6Nia40。
[0072]本發(fā)明提供的電池中，在制備正極時，還可添加導(dǎo)電劑和粘結(jié)劑，與復(fù)合正極材料一起制備正極漿料。
[0073]導(dǎo)電劑用以加速電子的傳遞，同時有效的提高離子在復(fù)合正極材料中的遷移速率。具體的，導(dǎo)電劑選自導(dǎo)電聚合物、活性碳、石墨烯、碳黑、碳纖維、金屬纖維、金屬粉末、以及金屬薄片中的一種或多種。導(dǎo)電劑在復(fù)合正極材料中的重量比重范圍為5%_15%。具體的，導(dǎo)電劑包含super-P碳黑。
[0074]粘結(jié)劑選自聚乙烯氧化物，聚丙烯氧化物，聚丙烯腈，聚酰亞胺，聚酯，聚醚，氟化聚合物，聚二乙烯基聚乙二醇，聚乙二醇二丙烯酸酯，聚乙二醇二甲基丙烯酸中的一種，或上述聚合物的混合物及衍生物。粘結(jié)劑在復(fù)合正極材料中的重量比重范圍為5%-15%。具體的，粘結(jié)劑包含聚偏氟乙烯(PVDF)。
[0075]正極還包括正極集流體，正極集流體選自但不僅限于銅箔，銅網(wǎng)，鋁箔，泡沫鎳或不銹鋼網(wǎng)中的一種。具體的，正極集流體為泡沫鎳。
[0076]本發(fā)明提供的電池中，將復(fù)合正極材料、導(dǎo)電劑乙炔黑(AB)、LiTFSI和粘結(jié)劑PEO混合，加入有機(jī)溶劑作為分散劑，制得正極活性物質(zhì)漿料。也可采用任何可以在正極集流體的整個表面上提供基本均勻的涂覆層的方法，將制得的正極活性物質(zhì)漿料附著到正極集流體的表面上。例如，可以通過刮刀涂布法(doctor blade),繞線拉桿法(wired draw rod)、絲網(wǎng)印刷或其他方法。通過常壓或低壓以及環(huán)境溫度或高溫下的蒸發(fā)作用，可以將正極活性物質(zhì)漿料層中的溶劑去除，溶劑去除的速度優(yōu)選為沿著漿料表面保持基本不變。在壓片機(jī)SMPa的壓力下壓片制得正極片，即作為本發(fā)明電池的正極。
[0077]在具體的實施例中，將PAN/S/MgQ.6NiQ.40材料、導(dǎo)電劑乙炔黑(AB)、LiTFSI和粘結(jié)劑PEO按照55:25:15:5的質(zhì)量比例混合，加入N-甲基吡咯烷酮作為溶劑，將得到的漿料通過刮刀涂布技術(shù)涂覆在直徑為Icm的圓形泡沫鎳集流體上，60°C下真空干燥14小時，在壓片機(jī)SMPa的壓力下壓片制得正極片，即作為本發(fā)明電池的正極。
[0078]本發(fā)明提供的聚合物膜不僅可以防止電解液在循環(huán)過程中泄露，還能吸收大量的液體電解液，而且抑制電池中間產(chǎn)物多硫化鋰的溶解，提高硫基正極材料的利用率，因此，克服了鋰硫電池在實際發(fā)展中的一些限制。
[0079]本發(fā)明提供的電池中，負(fù)極包括負(fù)極集流體和負(fù)極活性物質(zhì)，負(fù)極活性物質(zhì)選自金屬鋰，鋰合金，鋰碳或硅基材料的負(fù)極活性材料。鋰合金包括鋰-鋁合金，鋰-鎂合金或者鋰-錫合金；鋰碳中的碳基材料的選材不受限制，包括結(jié)晶碳，無定形碳，或其混合物。硅基材料選自單質(zhì)娃，娃合金，金屬包覆的娃，金屬摻雜的娃中的至少一種。娃合金包括娃-碳合金，娃-鋰合金和娃-猛合金。為了提高材料娃的電導(dǎo)率，一般在娃的表面包覆或在娃中摻雜金屬，金屬選自但不僅限于具有良好電子傳導(dǎo)能力的銅，錫，銀等。
[0080]負(fù)極集流體選自但不僅限于銅箔，銅網(wǎng)，鋁箔，泡沫鎳或不銹鋼網(wǎng)中的一種，當(dāng)負(fù)極活性材料為金屬鋰時，金屬鋰本身也可以用作負(fù)極集流體。
[0081]為了保證在充放電過程中，電池的正極與負(fù)極之間存在脫出-嵌入的鋰離子，選擇的正極材料和負(fù)極材料同時不含鋰時，可對正極和/或負(fù)極預(yù)嵌鋰處理。具體的預(yù)嵌鋰方式不限，包括化學(xué)反應(yīng)嵌鋰或電化學(xué)反應(yīng)嵌鋰。
[0082]本領(lǐng)域技術(shù)人員公知，為了避免金屬鋰作為負(fù)極時，負(fù)極表面因沉積不均而產(chǎn)生枝晶，通常會在負(fù)極表面上形成一層保護(hù)膜，保護(hù)膜可以是在金屬鋰表面形成的鋰磷氧氮化合物界面膜，也可以是鋰合金形成的界面膜。因此，本發(fā)明范圍同樣包括在負(fù)極活性材料表面形成保護(hù)膜的負(fù)極。
[0083]本發(fā)明中的重量體積百分比中的單位是本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的，例如體積百分比是指在100毫升的溶液中溶質(zhì)的重量。除非另行定義，文中所使用的所有專業(yè)與科學(xué)用語與本領(lǐng)域熟練人員所熟悉的意義相同。此外，任何與所記載內(nèi)容相似或均等的方法及材料皆可應(yīng)用于本發(fā)明方法中。文中的較佳實施方法與材料僅作示范之用。
[0084]下面通過實施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明。
[0085]實施例1
[0086]將質(zhì)量比為3:2:0.25的PVDF-HFP，PMMA (數(shù)均分子量350000)和十八胺改性的納米粘土，在攪拌和超聲的過程中加入丙酮中。緩慢加入去離子水，混合溶液持續(xù)攪拌3小時。得到的澆鑄液澆鑄到鋁板上，室溫下放置過夜讓溶劑和非溶劑揮發(fā)，成型后在50°C的真空條件下干燥5小時，即得到厚度接近80um，機(jī)械性能穩(wěn)定的聚合物膜。
[0087]實施例2
[0088]將實施例1中的聚合物膜PVDF-HFP/PMMA/納米粘土浸潰在IM LiPF6的EC和DEC的混合溶劑中(EC/DEC=1:1V) 30分鐘，即獲得凝膠聚合物電解質(zhì)。
[0089]實施例3
[0090]正極的制備:將4g的單質(zhì)硫溶解在30cm3的CS2中，PAN溶解在DMF中，隨后將含有單質(zhì)硫的CS2溶液、含有PAN的DMF溶液、以及Mga6Nia4O混合并放入球磨機(jī)進(jìn)行球磨，球磨機(jī)的轉(zhuǎn)速為800轉(zhuǎn)/分，球磨時間為2小時，隨后制得物在65°C下真空干燥3小時，以除去其中的溶劑，而后將干燥產(chǎn)物在氬氣保護(hù)、350°C下加熱處理3小時，最后自然冷卻，得到復(fù)合正極材料PANziSziMga4Nic1.60。制備過程中，加熱處理前PANzVMga4Nia6O的含量比為S: PAN: Mg0.4Ni0.60=4:1:0.3。將復(fù)合正極材料 PAN/S/Mg0.6Ni0.40、導(dǎo)電劑乙炔黑(AB)、LiTFSI和粘結(jié)劑PEO按照55:25:15:5的質(zhì)量比例混合，加入N-甲基吡咯烷酮作為溶劑，將得到的漿料通過刮刀涂布技術(shù)涂覆在直徑為Icm的圓形泡沫鎳集流體上，60°C下真空干燥14小時，在壓片機(jī)SMPa的壓力下壓片制得正極片。
[0091]電池的制備:以制得的正極片為正極，金屬鋰為負(fù)極，實施例2中的凝膠聚合物電解質(zhì)為電解質(zhì)，在充滿氬氣的手套箱內(nèi)組裝成CR2032扣式電池。
[0092]電池性能測試
[0093]室溫下將制得的電池靜置一段時間后，對實施例3中的電池進(jìn)行恒電流充放電，充放電倍率為0.lC(lC=1672mAh g—1)，電壓范圍為1-3V?；谡龢O材料中S的含量來計算電池的比容量和電流密度。
[0094]圖1和圖2分別是實施例3中提供的電池以0.1C充放電時，電池電壓與放電容量之間的關(guān)系曲線以及循環(huán)性能圖。從圖中可以看出，電池的首周放電比容量為1505mAh/g，電池在循環(huán)第二周獲得的可逆容量為1280mAh/g，經(jīng)過60周的循環(huán)后，電池可保持初始可逆放電容量的72.3%。電池經(jīng)過60周的循環(huán)后仍然具有高的庫倫效率(接近100%)，說明S/PAN/Mg0.6Ni0.40復(fù)合物和包含PVDF-HFP/PMMA/納米粘土聚合物的凝膠電解質(zhì)作為障礙物減弱了鋰多硫化物的溶解，從而抑制了飛梭效應(yīng)的發(fā)生。
[0095]圖3和圖4分別是實施例3中提供的電池在不同倍率下充放電時，電池電壓與放電容量之間的關(guān)系曲線以及循環(huán)性能圖。圖3中，箭頭所示從左到右依次為0.1C、0.2C、
0.3C、0.4C以及0.5C下充放電時，電池電壓與放電容量之間的關(guān)系曲線。從圖中可以看出，電池在0.1C和0.5C時的放電容量分別為1019.8mAh/g和610.3mAh/g,隨著電流密度的不斷增加，由于極化的存在，容量有所下降，但是在后續(xù)的循環(huán)中，0.1C時可逆容量又能恢復(fù)為898.2mAh/g，說明實施例3中提供的電池具有良好的倍率性能。
[0096]實施例4
[0097]正極的制備:將復(fù)合正極材料LiCoO2,粘結(jié)劑PVDF和導(dǎo)電劑super-P碳黑按照重量比85:10:5在NMP中混合制得正極漿料，將正極漿料涂覆在石墨箔集流體上，在60°C下真空干燥14小時，在壓片機(jī)SMPa的壓力下壓片制得正極片。
[0098]電池的制備:以制得的正極片為正極，金屬鋰為負(fù)極，實施例2中的凝膠聚合物電解質(zhì)為電解質(zhì)，在充滿氬氣的手套箱內(nèi)組裝成CR2032扣式電池。
[0099]實施例5
[0100]將質(zhì)量比為3:1.8:0.3的PVDF-HFP，PMMA (數(shù)均分子量380000)和納米粘土，在攪拌和超聲的過程中加入丙酮中。緩慢加入去離子水，混合溶液持續(xù)攪拌3小時。得到的澆鑄液澆鑄到鋁板上，室溫下放置過夜讓溶劑和非溶劑揮發(fā)，成型后在50°C的真空條件下干燥7小時，得到厚度接近90um，機(jī)械性能穩(wěn)定的聚合物膜。
[0101]實施例6
[0102]將實施例5中的聚合物膜PVDF-HFP/PMMA/納米粘土浸潰在IM LiPF6的EC和DEC的混合溶劑中(EC/DEC=1: lv/v) 40分鐘，即獲得凝膠聚合物電解質(zhì)。
[0103]實施例7
[0104]正極的制備:將復(fù)合正極材料LiFeO4,粘結(jié)劑PVDF和導(dǎo)電劑super-P碳黑按照重量比85:10:5在NMP中混合制得正極漿料，將正極漿料涂覆在石墨箔集流體上，在60°C下真空干燥14小時，在壓片機(jī)8MPa的壓力下壓片制得正極片。
[0105]電池的制備:以制得的正極片為正極，金屬鋰為負(fù)極，實施例6中的凝膠聚合物電解質(zhì)為電解質(zhì)，在充滿氬氣的手套箱內(nèi)組裝成CR2032扣式電池。
[0106]實施例8
[0107]正極的制備:將4g的單質(zhì)硫溶解在30cm3的CS2中，PAN溶解在DMF中，隨后將含有單質(zhì)硫的CS2溶液、含有PAN的DMF溶液混合并放入球磨機(jī)進(jìn)行球磨，球磨機(jī)的轉(zhuǎn)速為800轉(zhuǎn)/分，球磨時間為2小時，隨后制得物在65°C下真空干燥3小時，以除去其中的溶劑，而后將干燥產(chǎn)物在氬氣保護(hù)、350°C下加熱處理3小時，最后自然冷卻，得到復(fù)合正極材料PAN/
S。制備過程中，加熱處理前PAN/S的含量比為S:PAN=4:1。將復(fù)合正極材料PAN/S、導(dǎo)電劑乙炔黑(AB)、LiTFSI和粘結(jié)劑PEO按照55:25:15:5的質(zhì)量比例混合，加入N-甲基吡咯烷酮作為溶劑，將得到的漿料通過刮刀涂布技術(shù)涂覆在直徑為Icm的圓形泡沫鎳集流體上，60°C下真空干燥14小時，在壓片機(jī)SMPa的壓力下壓片制得正極片。
[0108]電池的制備:以制得的正極片為正極，金屬鋰為負(fù)極，實施例6中的凝膠聚合物電解質(zhì)為電解質(zhì)，在充滿氬氣的手套箱內(nèi)組裝成CR2032扣式電池。
[0109]實施例9
[0110]在70°C下，通過采用偶氮二異丁腈作為熱引發(fā)劑的自由基方法，由0.1摩爾的甲基丙烯酸甲酯(MMA)和10毫摩爾的Y -甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(MPTMS)聚合生成三甲氧基硅烷取代的PMMA (f-PMMA)。
[0111] 將質(zhì)量比為3:2:0.25的PVDF-HFP，三甲氧基硅烷取代的PMMA (重均分子量為26066g/mol,聚合物分散指數(shù)為1.96)和十八胺改性的納米粘土,在攪拌和超聲的過程中加入丙酮中。緩慢加入去離子水，混合溶液持續(xù)攪拌3小時。得到的澆鑄液澆鑄到鋁板上，室溫下放置過夜讓溶劑和非溶劑揮發(fā)，成型后在50°C的真空條件下干燥5h，即得到厚度接近80um,機(jī)械性能穩(wěn)定的聚合物膜。
[0112]實施例10
[0113]將實施例9中的聚合物膜PVDF-HFP/f-PMMA/納米粘土浸潰在IM LiPF6的EC和DEC的混合溶劑中(EC/DEC=1:1V) 30分鐘，即獲得凝膠聚合物電解質(zhì)。
[0114]實施例11
[0115]正極的制備:同實施例3中正極的制備。
[0116]電池的制備:以制得的正極片為正極，金屬鋰為負(fù)極，實施例10中的凝膠聚合物電解質(zhì)為電解質(zhì)，在充滿氬氣的手套箱內(nèi)組裝成CR2032扣式電池。
[0117]本發(fā)明實施例1、實施例5以及實施例9中所制得的聚合物膜均具有良好的機(jī)械性能、良好的熱穩(wěn)定性能以及較高的離子電導(dǎo)率，采用實施例1、實施例5以及實施例9中所制得的聚合物膜制得的電池，分別如實施例3和4、實施例7和8、以及實施例11中所示，這些電池均具有良好的循環(huán)性能以及倍率性能。
[0118]盡管發(fā)明人已經(jīng)對本發(fā)明的技術(shù)方案做了較詳細(xì)的闡述和列舉，應(yīng)當(dāng)理解，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，對上述實施例作出修改和/或變通或者采用等同的替代方案是顯然的，都不能脫離本發(fā)明精神的實質(zhì)，本發(fā)明中出現(xiàn)的術(shù)語用于對本發(fā)明技術(shù)方案的闡述和理解，并不能構(gòu)成對本發(fā)明的限制。
【權(quán)利要求】
1.一種聚合物膜，其特征在于:所述聚合物膜的組分包括聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物和納米粘土，以及聚甲基丙烯酸甲酯或其衍生物。
2.如權(quán)利要求1所述的聚合物膜，其特征在于:所述聚甲基丙烯酸甲酯衍生物為三甲氧基硅烷取代的聚甲基丙烯酸甲酯。
3.如權(quán)利要求1所述的聚合物膜，其特征在于:所述聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物與所述聚甲基丙烯酸甲酯或其衍生物的質(zhì)量比為1.2:1-1.8:1 ;以所述聚合物膜的質(zhì)量百分含量為基準(zhǔn)，所述納米粘土的質(zhì)量百分含量為4%-6%。
4.如權(quán)利要求1所述的聚合物膜，其特征在于:所述納米粘土經(jīng)過表面活性劑改性；所述表面活性劑為十八胺或十二烷基二甲基芐基氯化銨。
5.如權(quán)利要求1所述的聚合物膜，其特征在于:所述聚合物膜的厚度為60-100μ m。
6.如權(quán)利要求1所述的聚合物膜，其特征在于:所述聚合物膜具有多孔海綿狀結(jié)構(gòu)，所述聚合物膜的孔徑尺寸為微米級；所述聚合物膜的孔隙率范圍為60%-80%。
7.一種聚合物膜的制備方法，其特征在于:所述制備方法包括如下步驟:將聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物、納米粘土、聚甲基丙烯酸甲酯或其衍生物在溶劑中混合，所述溶劑包括丙酮；再加入非溶劑混合，所述非溶劑包括水、乙醇或甲基叔丁基醚中的一種；澆鑄并讓溶劑和非溶劑揮發(fā)，干燥，得到組分包括聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物和納米粘土，以及聚甲基丙烯酸甲酯或其衍生物聚合物膜。
8.一種電解質(zhì)，其特征在于:所述電解質(zhì)包括如權(quán)利要求1-6中任意一項所述的聚合物膜。
9.一種電池，包括正極、負(fù)極以及設(shè)于正極和負(fù)極之間的電解質(zhì)，其特征在于:所述電解質(zhì)包括如權(quán)利要求1-6中任意一項所述的聚合物膜。
10.如權(quán)利要求9所述的電池，其特征在于:所述正極包括復(fù)合正極材料，所述復(fù)合正極材料包括單質(zhì)硫、聚丙烯腈和Mga6Ni0.40 ;所述復(fù)合正極材料中單質(zhì)硫、聚丙烯腈和Mga6Nia4O 的質(zhì)量比為 4:1:0.3。
【文檔編號】C08L33/12GK104177738SQ201310199248
【公開日】2014年12月3日 申請日期:2013年5月24日 優(yōu)先權(quán)日:2013年5月24日
【發(fā)明者】卡贊姆·杰迪, 釗妍, 陳璞 申請人:蘇州寶時得電動工具有限公司, 陳璞