本發(fā)明屬于電池技術(shù)領(lǐng)域，具體為鋰離子二次電池固體聚合物電解質(zhì)的制備方法。
背景技術(shù)：
固體聚合物電解質(zhì)的研究是與上個世紀70年代開始的，wright等人通過在聚氧化乙烯中加入堿金屬鹽得到了一種在室溫下有極弱到點性質(zhì)的聚合物，而后armand等人將其應(yīng)用在電池中，引起了廣泛的關(guān)注。通常情況下，聚合物電解質(zhì)都是陰陽離子同時傳導(dǎo)，陽離子遷移數(shù)比較低，僅有0.2~0.5，有時甚至小于0.1，這對聚合物電解質(zhì)的應(yīng)用是極其不利的。為了解決聚合物電解質(zhì)陽離子遷移數(shù)低的問題，研究者們制備陽離子遷移數(shù)接近于1的單離子型聚合物電解質(zhì)。j.rolland等人制備了單離子型二嵌段共聚物，其室溫下電導(dǎo)率達到2×10-5s·cm-1，電化學(xué)窗口達到4.5v，鋰離子遷移數(shù)達到0.84（polymer,2015,68,344-352）。
八乙烯基倍半硅氧烷具有剛性結(jié)構(gòu)和多官能度，能夠提高聚合物電解質(zhì)的熱穩(wěn)定性和電化學(xué)穩(wěn)定性，梳狀固體聚合物電解質(zhì)在室溫下有較高的離子電導(dǎo)率，因此我們對其在單離子固體聚合物電解質(zhì)中的應(yīng)用展開研究。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明目的是利用八乙烯基倍半硅氧烷的多官能度和剛性結(jié)構(gòu)，與有機鋰鹽和聚乙二醇衍生物共聚得到單離子聚合物，將其溶于去離子水澆注到聚四氟乙烯模具中，蒸發(fā)溶劑得到鋰離子遷移數(shù)高、機械強度好、熱穩(wěn)定性好的鋰離子電池固體聚合物電解質(zhì)。
為實現(xiàn)本發(fā)明的目的，提供以下技術(shù)方案：
一種鋰離子電池單離子固體聚合物電解質(zhì)的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：
（1）將帶有雙鍵的有機酸和無水乙醇按摩爾比0.1:1混合配成溶液a，將氫氧化鋰和去離子水按摩爾比0.1:1混合在室溫下超聲分散直至形成溶液b，然后將溶液b放置于磁力攪拌的冰浴中，按羧酸根和氫氧根等物質(zhì)的量比例將溶液a緩慢滴加入溶液b，反應(yīng)半小時，然后將混合溶液在35℃旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)，直至白色晶體析出，用丙酮洗滌白色晶體，真空條件下30℃烘干，得到有機鋰鹽；
（2）將步驟（1）中得到的有機鋰鹽與八乙烯基倍半硅氧烷、聚乙二醇衍生物、偶氮二異丁腈、二甲基亞砜按摩爾比0.01:0.0001~0.0003:0.002:0.0001~0.0003:0.25混合，并在水浴中攪拌直至形成均一溶液，在氮氣環(huán)境中70℃反應(yīng)6~8小時，離心并用分別用二甲基亞砜和無水乙醇洗滌三遍，干燥得到單離子聚合物；
（3）將步驟（2）得到的單離子聚合物溶于15ml去離子水，澆注在聚四氟乙烯模具上，在60℃下烘干，得到單離子固體聚合物電解質(zhì)膜。
進一步的，所述步驟中有機酸為丙烯酸、甲基丙烯酸、馬來酸的至少一種。
進一步的，所述步驟中聚乙二醇衍生物為烯丙基聚氧乙烯醚、甲基丙烯酸聚乙二醇酯的至少一種。
本發(fā)明的特點是：制備出的鋰離子電池單離子聚合物電解質(zhì)鋰離子遷移數(shù)高、機械強度好、熱穩(wěn)定性好。
具體實施方式
以下實施例旨在說明本發(fā)明而不是對本發(fā)明的進一步限定。
實施例1：
（1）將7.2g丙烯酸與46g無水乙醇混合配成溶液a，將2.4g氫氧化鋰與18g去離子水混合在室溫下超聲分散直至形成溶液b，然后將溶液b放置于磁力攪拌的冰浴中，將配置好的溶液a緩慢滴入溶液b，反應(yīng)半小時，然后將混合溶液在35℃旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)，直至白色晶體析出，用丙酮洗滌白色晶體，真空條件下30℃烘干，得到丙烯酸鋰；
（2）將0.78g步驟（1）中得到的丙烯酸鋰與0.0633g八乙烯基倍半硅氧烷、1g烯丙基聚氧乙烯醚、0.0164g偶氮二異丁腈、18ml二甲基亞砜混合，并在水浴中攪拌直至形成均一溶液，在氮氣環(huán)境中70℃反應(yīng)6小時，離心并用分別用二甲基亞砜和無水乙醇洗滌三遍，干燥得到單離子聚合物；
（3）將步驟（2）得到的單離子聚合物溶于15ml去離子水，澆注在聚四氟乙烯模具上，在60℃下烘干，得到單離子固體聚合物電解質(zhì)膜。
實施例2：
（1）將11.6g馬來酸與46g無水乙醇混合配成溶液a，將4.8g氫氧化鋰與36g去離子水混合在室溫下超聲分散直至形成溶液b，然后將溶液b放置于磁力攪拌的冰浴中，將配置好的溶液a緩慢滴入溶液b，反應(yīng)半小時，然后將混合溶液在35℃旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)，直至白色晶體析出，用丙酮洗滌白色晶體，真空條件下30℃烘干，得到馬來酸鋰；
（2）將0.116g步驟（1）中得到的馬來酸鋰與0.1326g八乙烯基倍半硅氧烷、2g烯丙基聚氧乙烯醚、0.0328g偶氮二異丁腈、18ml二甲基亞砜混合，并在水浴中攪拌直至形成均一溶液，在氮氣環(huán)境中70℃反應(yīng)7小時，離心并用分別用二甲基亞砜和無水乙醇洗滌三遍，干燥得到單離子聚合物；
（3）將步驟（2）得到的單離子聚合物溶于20ml去離子水，澆注在聚四氟乙烯模具上，在60℃下烘干，得到單離子固體聚合物電解質(zhì)膜。
實施例3：
（1）將8.6g甲基丙烯酸與46g無水乙醇混合配成溶液a，將2.4g氫氧化鋰與18g去離子水混合在室溫下超聲分散直至形成溶液b，然后將溶液b放置于磁力攪拌的冰浴中，將配置好的溶液a緩慢滴入溶液b，反應(yīng)半小時，然后將混合溶液在35℃旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)，直至白色晶體析出，用丙酮洗滌白色晶體，真空條件下30℃烘干，得到甲基丙烯酸鋰；
（2）將0.86g步驟（1）中得到的甲基丙烯酸鋰與0.1899g八乙烯基倍半硅氧烷、2.85g甲基丙烯酸聚乙二醇酯、0.0492g偶氮二異丁腈、18ml二甲基亞砜混合，并在水浴中攪拌直至形成均一溶液，在氮氣環(huán)境中70℃反應(yīng)8小時，離心并分別用二甲基亞砜和無水乙醇洗滌三遍，干燥得到單離子聚合物；
（3）將步驟（2）得到的單離子聚合物溶于20ml去離子水，澆注在聚四氟乙烯模具上，在60℃下烘干，得到單離子固體聚合物電解質(zhì)膜。