專利名稱：電池用復合型聚合物電解質膜及其制造方法
技術領域：
本發(fā)明屬于電池用電解質膜技術領域，特別是涉及一種電池用復合型聚合物電解質膜及其制造方法。
背景技術：
目前，電池中常用的聚合物電解質膜分為未交聯(lián)型、交聯(lián)型或單一組分的部分交聯(lián)型。未交聯(lián)型聚合物電解質膜，其主體材料在較高溫度下會溶解在電液中，容易造成電池內部短路；交聯(lián)型聚合物電解質膜不會溶解在電液中，但復合能力差，與電極之間的界面阻抗較高，且不易抵消充放電過程中電極的體積變化；單一組分的部分交聯(lián)型聚合物電解質膜可以彌補以上兩種聚合物電解質膜的不足，但是在制備過程中其交聯(lián)比例難以控制。

發(fā)明內容
本發(fā)明為解決現(xiàn)有技術中存在的問題，提供了一種電池用復合型聚合物電解質膜及其制造方法。
本發(fā)明的目的是提供一種既解決聚合物電解質膜的強度問題，又能提高電池性能，并且操作方便、工藝過程簡單的電池用復合型聚合物電解質膜及其制造方法。
本發(fā)明采用如下技術方案一種電池用復合型聚合物電解質膜，包括聚偏氟乙烯、聚氧化乙烯、雙酚AF、引發(fā)劑、無機填充劑和電解液，其特點是所述聚偏氟乙烯為引發(fā)交聯(lián)型、所述聚氧化乙烯為不交聯(lián)型。
一種上述電池用復合型聚合物電解質膜的制造方法，是將聚偏氟乙烯、聚氧化乙烯、雙酚AF、引發(fā)劑、無機填充劑、增塑劑和有機溶劑混合，攪拌成一種漿料，其特點是制造方法包括以下工藝過程(1)將所述漿料鋪展在不粘連的光滑薄膜上后進行干燥，干燥后形成1-200μm厚的膜；
(2)再將干燥后的膜浸入低沸點醚或低沸點醇中萃取增塑劑；(3)將萃取后的膜置于加熱器中加熱，加熱后冷卻；(4)將冷卻后的膜浸入電解液，成為電池用復合型聚合物電解質膜。
上述電池用復合型聚合物電解質膜的制造方法，其特點是按重量比例為50-10000∶500∶5-200∶0.5-20∶0-5000∶100-10000∶1000-40000的所述聚偏氟乙烯、聚氧化乙烯、雙酚AF、引發(fā)劑、無機填充劑、增塑劑和有機溶劑混合后攪拌至均勻漿料。
上述電池用復合型聚合物電解質膜的制造方法，其特點是先將重量比例為0.05-20∶1的所述聚偏氟乙烯和聚氧化乙烯混合，再將重量比例為1000∶5-200∶0.5-20∶0-5000∶100-10000∶1000-40000的所述混合物、雙酚AF、引發(fā)劑、無機填充劑、增塑劑和有機溶劑混合，攪拌至均勻漿料。
上述電池用復合型聚合物電解質膜的制造方法，其特點是先將體積比為1∶1-10的所述增塑劑和有機溶劑混合成均勻溶液；然后將重量比例為1000-50000∶50-10000∶500∶5-200∶0.5-20∶0-5000的所述溶液、聚偏氟乙烯、聚氧化乙烯、雙酚AF、引發(fā)劑、無機填充劑混合，攪拌至均勻漿料。
上述電池用復合型聚合物電解質膜的制造方法，其特點是所述加熱器中加熱溫度為50-400℃的恒溫，5分鐘-48小時后自然冷卻至常溫。
上述電池用復合型聚合物電解質膜的制造方法，其特點是所述無機填充劑采用超細SiO2或Al2O3或石棉；所述增塑劑采用高沸點有機酯。
上述電池用復合型聚合物電解質膜的制造方法，其特點是所述高沸點有機酯鄰苯二甲酸二丁酯或碳酸丙烯酯。
上述電池用復合型聚合物電解質膜的制造方法，其特點是所述溶劑采用低沸點的有機醚或低沸點醇。
上述電池用復合型聚合物電解質膜的制造方法，其特點是所述光滑薄膜采用聚酯薄膜或聚四氟乙烯薄膜或聚乙烯薄膜或聚丙烯薄膜或金屬箔。
本發(fā)明具有的優(yōu)點和積極效果電池用復合型聚合物電解質膜及其制造方法，通過選用聚偏氟乙烯與聚氧化乙烯，使聚合物電解質膜中既含有交聯(lián)成分，又含有未交聯(lián)成分。交聯(lián)成分呈立體網(wǎng)絡結構，保證聚合物電解質膜的強度；未交聯(lián)成分可以與電解液形成凝膠，保證了良好的吸液性能、電導率以及與電極的復合性能。并且操作方便、工藝過程簡單。


圖1為本發(fā)明電池用復合型聚合物電解質膜結構示意圖。
具體實施例方式
為能進一步了解本發(fā)明的發(fā)明內容、特點及功效，茲列舉以下實施例，并進行詳細說明如下實施例1參照附圖1，電解質膜的結構依次為未交聯(lián)聚氧化乙烯1；無機填充劑2；交聯(lián)聚偏氟乙烯3。
電池用聚合物電解質膜的制造方法，稱取12g聚偏氟乙烯、3g聚氧化乙烯、25g鄰苯二甲酸二丁酯，10g氣相SiO2，0.5-1g雙酚AF、0.1g引發(fā)劑放入裝有100ml碳酸二乙酯的容器中，攪拌10min-8h，得到均勻漿料；將上述漿料均勻分布在聚酯薄膜之上，50-150℃加熱將碳酸二乙酯揮發(fā)干凈，形成待處理聚合物電解質膜；使用乙醚作萃取劑對待處理聚合物電解質膜進行萃取，形成待交聯(lián)聚合物電解質膜；將待交聯(lián)聚合物電解質膜放入加熱溫度為50-400℃的加熱器中，恒溫5min-24h，自然冷卻至常溫取出，浸入電解液后形成電池用聚合物電解質膜。
實施例2參照附圖1，聚合物電解質膜的結構依次為未交聯(lián)聚氧化乙烯1；無機填充劑2；交聯(lián)聚偏氟乙烯3。
電池用聚合物電解質膜的制造方法，稱取10g聚偏氟乙烯、10g聚氧化乙烯放入裝有100ml碳酸二甲酯的容器中，攪拌10min-2h至形成透明均勻溶液為止，將30g碳酸丙烯酯，5g Al2O3，0.5-1g雙酚AF、0.1g引發(fā)劑放入該溶液中，攪拌10min-5h，得到均勻漿料；將上述漿料均勻涂布在聚酯四氟乙烯薄膜之上，50-150℃加熱將碳酸二乙酯揮發(fā)干凈，形成待處理聚合物電解質膜；使用乙醇作萃取劑，對待處理聚合物電解質膜進行萃取，形成待交聯(lián)聚合物電解質膜；將待交聯(lián)聚合物電解質膜放入加熱溫度為5-400℃的加熱箱中，恒溫5min-24h，之后自然冷卻至常溫取出并浸入電解液后形成電池用聚合物電解質膜。
實施例3參照附圖1，聚合物電解質膜的結構依次為未交聯(lián)聚氧化乙烯1；無機填充劑2；交聯(lián)聚偏氟乙烯3。
電池用聚合物電解質膜的制造方法，量取10ml鄰苯二甲酸二丁酯、100ml碳酸甲乙酯放入容器中，攪拌10min-1h至形成均勻溶液，將6g聚偏氟乙烯、12g超細SiO2，0.5-1g雙酚AF、0.1g引發(fā)劑放入該溶液中，攪拌10min-4h至形成均勻漿料為止，得到均勻漿料；用流延法將上述漿料均勻噴涂在金屬銅箔之上，50-150℃加熱將碳酸甲乙酯揮發(fā)干凈，形成待處理聚合物電解質膜；使用乙醇作萃取劑，對待處理聚合物電解質膜進行萃取，形成待交聯(lián)電極；將待交聯(lián)電極放入加熱溫度為5-400℃的加熱器中，恒溫5min-48h，之后自然冷卻至常溫取出并浸入電解液，形成電池用聚合物電解質膜。
同樣，還可以采用光引發(fā)、電子束引發(fā)等方式進行交聯(lián)，形成電池用聚合物電解質膜。
權利要求
1.一種電池用復合型聚合物電解質膜，包括聚偏氟乙烯、聚氧化乙烯、雙酚AF、引發(fā)劑、無機填充劑和電解液，其特征在于所述聚偏氟乙烯為引發(fā)交聯(lián)型、所述聚氧化乙烯為不交聯(lián)型。
2.一種制造權利要求1所述的電池用復合型聚合物電解質膜的制造方法，是將聚偏氟乙烯、聚氧化乙烯、雙酚AF、引發(fā)劑、無機填充劑、增塑劑和有機溶劑混合，攪拌成一種漿料，其特征在于制造方法包括以下工藝過程(1)將所述漿料鋪展在不粘連的光滑薄膜上后進行干燥，形成1-200μm厚的膜；(2)再將干燥后的膜浸入低沸點醚或低沸點醇中萃取增塑劑；(3)然后置于加熱器中加熱，加熱后冷卻；(4)浸入電解液，成為電池用復合型聚合物電解質膜。
3.根據(jù)權利要求2所述的電池用復合型聚合物電解質膜的制造方法，其特征在于按重量比例為50-10000∶500∶5-200∶0.5-20∶0-5000∶100-10000∶1000-40000的所述聚偏氟乙烯、聚氧化乙烯、雙酚AF、引發(fā)劑、無機填充劑、增塑劑和有機溶劑混合后攪拌至均勻漿料。
4.根據(jù)權利要求2所述的電池用復合型聚合物電解質膜的制造方法，其特征在于先將重量比例為0.05-20∶1的所述聚偏氟乙烯和聚氧化乙烯混合，再將重量比例為1000∶5-200∶0.5-20∶0-5000∶100-10000∶1000-40000的所述混合物、雙酚AF、引發(fā)劑、無機填充劑、增塑劑和有機溶劑混合，攪拌至均勻漿料。
5.根據(jù)權利要求2所述的電池用復合型聚合物電解質膜的制造方法，其特征在于先將體積比為1∶1-10的所述增塑劑和有機溶劑混合成均勻溶液；然后將重量比例為1000-50000∶50-10000∶500∶5-200∶0.5-20∶0-5000的所述溶液、聚偏氟乙烯、聚氧化乙烯、雙酚AF、引發(fā)劑、無機填充劑混合，攪拌至均勻漿料。
6.根據(jù)權利要求2所述的電池用復合型聚合物電解質膜的制造方法，其特征在于所述加熱器中加熱溫度為50-400℃的恒溫，5分鐘-48小時后自然冷卻至常溫。
7.根據(jù)權利要求2所述的電池用復合型聚合物電解質膜的制造方法，其特征在于所述無機填充劑采用超細SiO2或Al2O3或石棉；所述增塑劑采用高沸點有機酯。
8.根據(jù)權利要求7所述的電池用復合型聚合物電解質膜的制造方法，其特征在于所述高沸點有機酯鄰苯二甲酸二丁酯或碳酸丙烯酯。
9.根據(jù)權利要求2所述的電池用復合型聚合物電解質膜的制造方法，其特征在于所述溶劑采用低沸點的有機醚或低沸點醇。
10.根據(jù)權利要求1所述的電池用復合型聚合物電解質膜的制造方法，其特征在于所述光滑薄膜采用聚酯薄膜或聚四氟乙烯薄膜或聚乙烯薄膜或聚丙烯薄膜或金屬箔。
全文摘要
本發(fā)明屬于電池用電解質膜技術領域。電池用復合型聚合物電解質膜及其制造方法包括以下工藝過程將聚偏氟乙烯、交聯(lián)劑、引發(fā)劑、聚氧化乙烯、無機填充劑和增塑劑在有機溶劑中攪拌成漿料，鋪展在不粘連的光滑薄膜上干燥，使用低沸點醚或低沸點醇進行萃取并干燥，在高溫條件下恒溫，然后浸入電解液，形成聚合物電解質膜。本發(fā)明通過選用聚偏氟乙烯與聚氧化乙烯，使電解質膜中既含有交聯(lián)成分，又含有未交聯(lián)成分，交聯(lián)的成分保證電解質膜的強度，未交聯(lián)的成分與電解液形成凝膠以保持良好的吸液性能、電導率及與電極的復合性能，并且操作方便、工藝過程簡單。
文檔編號H01M6/16GK1630127SQ20031010754
公開日2005年6月22日 申請日期2003年12月16日 優(yōu)先權日2003年12月16日
發(fā)明者陳益奎, 趙暉, 郭豐, 葛桂蘭, 段艷麗, 閻建龍, 任惠琪, 石保成 申請人:中國電子科技集團公司第十八研究所