聚合物膜、凝膠聚合物電解質和聚合物鋰電池及其製備方法
2023-10-24 00:06:22 2
聚合物膜、凝膠聚合物電解質和聚合物鋰電池及其製備方法
【專利摘要】本發明提供一種聚合物膜，由以下步驟製備得到：S1、將兩種不同的聚合物A、聚合物B分別配製成溶液，然後通過雙通道同時靜電紡絲，得到紡絲膜F；S2、將紡絲膜F浸泡於選擇性溶劑中，除去紡絲膜F中的聚合物B，得到所述聚合物膜；所述選擇性溶劑為能溶解聚合物B、而微溶或不溶解聚合物A的溶劑。本發明還提供一種凝膠聚合物電解質和聚合物鋰離子電池及其製備方法。本發明提供的聚合物膜，在具有高孔隙率的同時還兼具有良好的力學性能；採用該聚合物膜的凝膠聚合物電解質的離子電導率和安全性能高，採用該凝膠聚合物電解質的聚合物鋰離子電池，安全性高、充放電性能良好。
【專利說明】聚合物膜、凝膠聚合物電解質和聚合物鋰電池及其製備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及鋰離子電池領域，更具體的說，本發明涉及一種聚合物膜凝膠聚合物電解質和聚合物鋰電池及其製備方法。
【背景技術】
[0002]聚合物鋰電池近來頗受青睞，發展非常快速，成為各大手機、筆記本電腦等移動電子設備廠商的首選，並逐漸被用作一些大型動力裝置的電源。作為鋰離子二次電池的一種，聚合物鋰電池秉承了鋰離子二次電池的優點，其比能量密度高、無記憶效應、清潔無汙染、使用壽命長、使用電壓高。電極材料、電解質中任一種為聚合物材料的鋰離子電池稱為聚合物鋰離子電池。基於電解質的形態，可將聚合物電解質分為全固態聚合物電解質(簡稱SPE)和凝膠聚合物電解質(簡稱GPE)。由於SPE的室溫電導率到目前為止，還不能達到10_3S/cm的水平，因此在一般的鋰離子電池還不能得到實際應用。在這樣的背景下，作為液體電解質與全固態聚合物電解質的折中產物，產生了 GPE。
[0003]與SPE相比，GPE具有更大的離子電導率和更小的界面阻抗，其主要由聚合物和非水電解液組成，其中，非水電解液吸附在聚合物孔隙中或者溶脹於聚合物本體中。為了獲得比較高的電導率，聚合物需吸附足夠量的非水電解液。
[0004]目前，一方面可以使用高親液性的聚合物，即聚合物與非水電解液相容性好，可以被非水電解液溶脹，直至溶解，但此種GPE的力學強度較低。另一方面可以先製備孔隙率高的聚合物膜，非水電解液分布在孔隙和聚合物本體中，從而可提高電導率。因而，由於高孔隙率，可以選擇能被非水電解液部分溶脹，甚至完全不溶脹的聚合物，作為GPE的基體，吸附電解液後的GPE既具有高電導率，還具有較好的力學強度。例如現有技術中公開了一種製備凝膠電解質用聚合物膜的製備方法，通過將兩種聚合物混合溶解於同一種有機溶劑中，得到均一分散體系，然後通過靜電紡絲製備薄膜，再用溶劑除去薄膜中的其中一種聚合物組分，從而得到高孔隙率的纖維膜。但通過該方法製備得到的纖維膜的力學強度非常低，吸附電解液後形成的GPE的力學強度達不到電池使用要求。
【發明內容】
[0005]本發明解決了現有技術中採用共混方法製備高孔隙率纖維膜以及採用該纖維膜的GPE存在的力學性能較差的技術問題，提供一種新型結構的的兼具高孔隙率和高強度的聚合物膜。
[0006]具體地，本發明的技術方案為:
一種聚合物膜，所述聚合物膜由以下步驟製備得到:
S1、將兩種不同的聚合物A、聚合物B分別配製成溶液，然後通過雙通道同時靜電紡絲，得到紡絲膜F ;其中聚合物A選自聚醯亞胺、聚丙烯腈、聚苯乙烯、環氧樹脂、聚二氟乙烯、聚乙烯吡咯烷酮中的任意一種，聚合物B選自聚乙烯醇、聚氧乙烯、聚氧丙烯中的任意一種； S2、將紡絲膜F浸泡於選擇性溶劑中，除去紡絲膜F中的聚合物B，得到所述聚合物膜；所述選擇性溶劑為能溶解聚合物B、而微溶或不溶解聚合物A的溶劑。
[0007]—種凝膠聚合物電解質，所述凝膠聚合物電解質由聚合物膜吸收電解液後溶脹形成，所述聚合物膜為本發明提供的聚合物膜。
[0008]一種聚合物鋰離子電池，該鋰離子電池包括正極、負極、隔膜和凝膠聚合物電解質，所述凝膠聚合物電解質位於正極和負極之間，所述凝膠聚合物電解質為本發明提供的凝膠聚合物電解質。
[0009]所述聚合物鋰離子電池的製備方法，包括先將聚合物膜、隔膜和聚合物膜以三層疊放的方式隔開正極和負極，然後整體層疊或卷繞成極芯，往極芯中注入電解液，封口後得到所述聚合物鋰離子電池。
[0010]本發明提供的聚合物膜，其通過雙通道靜電紡絲而成，因此得到的聚合物膜具有完全相互貫通的孔和大的比表面積，能為鋰離子的傳輸提供有效通道，特別適合用於微孔凝膠聚合物電解質的基體，可極大地提高凝膠聚合物電解質的離子電導率。同時，本發明提供的聚合物膜，其在靜電紡絲時採用兩個噴源同時進行紡絲，即聚合物A與聚合物B形成的纖維絲交替疊加，雙通道靜電紡絲完成後得到微觀網狀薄膜，然後通過選擇性溶劑去除其中的聚合物B纖維絲，在薄膜中形成孔隙，同時又不會對聚合物A纖維絲造成影響，保證所得到的多孔聚合物膜仍具有良好的力學性能。採用本發明提供的聚合物膜的凝膠聚合物電解質，其離子電導率和安全性能都大大提高。而採用該凝膠聚合物電解質的聚合物鋰離子電池，其離子電導率高、安全性大大提高、充放電性能良好、可抑制鋰枝晶的生成、不漏液。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0011]圖1是實施例1中紡絲膜Fl的放大倍率為5000的SEM圖。
[0012]圖2是實施例1中聚合物膜Ml的放大倍率為5000的SEM圖。
【具體實施方式】
[0013]本發明提供一種聚合物膜，所述聚合物膜由以下步驟製備得到:
51、將兩種不同的聚合物A、聚合物B分別配製成溶液，然後通過雙通道同時靜電紡絲，得到紡絲膜F ;其中聚合物A選自聚醯亞胺、聚丙烯腈、聚苯乙烯、環氧樹脂、聚二氟乙烯、聚乙烯吡咯烷酮中的任意一種，聚合物B選自聚乙烯醇、聚氧乙烯、聚氧丙烯中的任意一種；
52、將紡絲膜F浸泡於選擇性溶劑中，除去紡絲膜F中的聚合物B，得到所述聚合物膜；所述選擇性溶劑為能溶解聚合物B、而微溶或不溶解聚合物A的溶劑。
[0014]現有技術中先將兩種聚合物共混，然後進行靜電紡絲，得到的紡絲膜中每根纖維上都含有前述兩種聚合物，因此在後續去除其中的一種聚合物後，每根纖維絲上都會留下孔洞，造成單根纖維絲的力學強度降低，從而導致整個薄膜的力學強度降低。而本發明中，則是通過雙通道靜電紡絲，聚合物A的纖維絲與聚合物B纖維絲交替疊加，形成網狀結構薄膜，後續去除聚合物B時，相當於從網狀結構薄膜中將聚合物B纖維絲抽離，而不會對聚合物A纖維絲造成影響，保證其力學強度，能夠在吸附大量非水電解液保持材料的形狀；同時抽離聚合物B纖維絲後又形成孔隙結構，保證最後得到的多孔膜具有高孔隙率，為鋰離子傳導提供運輸通道，從而具有高吸液率。[0015]另外，本發明提供的聚合物膜，還具有靜電紡絲膜所共有的有點，即具有具有完全相互貫通的孔和大的比表面積，能為鋰離子的傳輸提供有效通道，特別適合用於微孔凝膠聚合物電解質的基體，可極大地提高凝膠聚合物電解質的離子電導率。
[0016]作為本領域技術人員的公知常識，在靜電紡絲之前，先將紡絲採用的聚合物配製成溶液，方便其後續靜電高壓條件下形成納米級纖維。其中，聚合物A選自聚醯亞胺、聚丙烯腈、聚苯乙烯、環氧樹脂、聚二氟乙烯、聚乙烯吡咯烷酮中的任意一種，因此配製聚合物A的溶液時採用聚合物A的良溶劑即可，例如可選自N，N-二甲基甲醯胺(DMF)、N, N-二甲基乙醯胺(DMAc)、四氫呋喃、乙烯吡咯烷酮、丙酮、乙醇、氯仿；優先N，N-二甲基甲醯胺、N, N- 二甲基乙醯胺。同理，配製聚合物B的溶液時採用聚合物B的良溶劑即可，例如可選自N，N- 二甲基甲醯胺(DMF)、N，N- 二甲基乙醯胺(DMAc )、乙醇、去離子水；優選N，N- 二甲基乙醯胺、乙醇、去離子水。
[0017]根據本發明，將聚合物A、B分別配製成溶液後，即可通過雙通道同時進行靜電紡絲。所述靜電紡絲的技術為本領域技術人員所公知，採用靜電紡絲設備進行即可。靜電紡絲完成後，接收器表面接收到含有溶劑的纖維絲，溶劑揮發後，即在接收器表面殘留紡絲纖維，即得到所述靜電紡絲膜F。其中，該靜電紡絲設備設有至少兩個噴頭，兩個噴頭內分別輸送聚合物A溶液、聚合物B溶液。優選情況下，兩個噴頭的內徑均為0.2?lmm，兩個噴頭內聚合物溶液的流速均為0.6-2.0 mL/h。
[0018]靜電紡絲的條件包括:電壓為5?20KV，接收距離為6?15cm，噴頭移動速度為5?6mm/s,接收器的轉速為300-600 rpm。
[0019]靜電紡絲的總時間可根據所需聚合物膜的尺寸進行相應選擇，優選情況下，靜電紡絲的時間為3-6 h,形成的紡絲膜F的厚度為80-150 μ m。
[0020]根據本發明，靜電紡絲完成後得到紡絲膜F，然後將該紡絲膜F浸泡於選擇性溶劑中，除去紡絲膜F中的聚合物B，從而得到具有高孔隙率和力學強度的聚合物膜。其中，所採用的選擇性溶劑對聚合物A、聚合物B具有不同的溶度參數，具體地，該選擇性溶劑能溶解聚合物B，微溶或不溶解聚合物A，因此浸泡於該選擇性溶劑中聚合物B會溶解於選擇性溶劑中，從而從紡絲膜F中抽離，得到僅剩聚合物A纖維絲和孔隙的聚合物膜。
[0021 ] 本發明中，所述選擇性溶劑的種類可通過本領域技術人員根據所採用的聚合物A、B的具體物質進行相應選擇，只需其能溶解聚合物B、而微溶或不溶解聚合物A即可。優選情況下，所述選擇性溶劑為去離子水，其價格優廉，原料易得。
[0022]本發明提供的聚合物膜，其力學強度較高(斷裂強度高於12.6 MPa以上、斷裂伸長率高於185 %以上)，孔隙率高達80 %以上，吸液率高達520 %以上，可作為凝膠聚合物電解質的聚合物基體得到廣泛應用。因此，本發明提供了一種凝膠聚合物電解質，所述凝膠聚合物電解質由聚合物膜吸收電解液後溶脹形成，所述聚合物膜為本發明提供的聚合物膜。該凝膠聚合物電解質的電導率高達1.2mS/cm以上。
[0023]具體地，可將本發明提供的聚合物膜剪裁成適當的尺寸後，在60°C下真空乾燥12h後，迅速轉移到手套箱(水和氧的含量小於3ppm)中；然後將該聚合物膜浸泡在電解液中24h後，即可得到所述凝膠聚合物電解質。
[0024]其中，所述電解液為本領域技術人員所公知，由電解質鋰鹽和有機溶劑組成。其中電解質鋰鹽採用可離解的鋰鹽，例如可以選自六氟磷酸鋰(LiPF6)、高氯酸鋰(LiClO4)、四氟硼酸鋰(LiBF4)中的任意一種，有機溶劑選自碳酸乙烯酯(EC)、碳酸丙烯酯(PC)、碳酸二甲酯(DMC)、碳酸甲乙酯(EMC)和碳酸二乙酯(DEC)、碳酸亞乙烯酯(VC )中的至少一種。優選情況下，所述電解液中電解質鋰鹽的濃度為0.8^1.5mol/L。
[0025]採用本發明提供的聚合物膜的凝膠聚合物電解質，其離子電導率高、安全性大大提高。因此，本發明提供了一種聚合物鋰離子電池，該鋰離子電池包括正極、負極、隔膜和凝膠聚合物電解質，所述凝膠聚合物電解質位於正極和負極之間，所述凝膠聚合物電解質為本發明提供的凝膠聚合物電解質。本發明提供的聚合物鋰離子電池，其離子電導率高、安全性大大提高、充放電性能良好、可抑制鋰枝晶的生成、不漏液。
[0026]本發明還提供了所述聚合物鋰離子電池的一種製備方法，包括先將聚合物膜、隔膜和聚合物膜以三層疊放的方式隔開正極和負極，然後整體層疊或卷繞成極芯，往極芯中注入電解液，封口後得到所述聚合物鋰離子電池。
[0027]所述隔膜可採用PP隔膜、PE隔膜或PE/PP/PE三層隔膜。所所述正極、負極均為本領域技術人員所公知，此處不贅述。
[0028]為了使本發明所解決的技術問題、技術方案及有益效果更加清楚明白，以下結合實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，並不用於限定本發明。實施例及對比例中所採用原料均通過商購得到，本發明沒有特殊限定。 [0029]實施例1
將聚二氟乙烯和聚氧乙烯在60°C條件下乾燥。稱取Ig聚二氟乙烯，加入至IOmLN, N-二甲基乙醯胺中，在70°C下加熱攪拌至形成均一、透明、澄清的聚合物Al溶液，其濃度為0.lg/mL;稱取2g聚氧乙烯，加入至IOmL去離子水中，在70°C下加熱攪拌至形成均勻的聚合物BI溶液，溶液濃度為0.2g/mL ；
在室溫25°C，相對溼度52%環境下，將聚合物Al溶液、聚合物BI溶液分別以0.8mL/h的流速輸送至靜電紡絲設備上內徑均為0.8mm的兩個噴頭，並在IOKV的高壓電場中進行靜電紡絲，紡絲條件包括:接收距離為13cm,噴頭移動速度為5.5mm/s,接收器的轉速為500rpm。待接收器表面溶劑揮發後，聚合物Al、聚合物BI的紡絲纖維在接收器上沉積，形成紡絲膜Fl0將該紡絲膜Fl浸泡在去離子水中，除去聚合物BI (即聚氧乙烯)，得到本實施例的聚合物，記為Ml。
[0030]實施例2
將聚醯亞胺和聚乙烯醇在60°C條件下乾燥。稱取1.2g聚醯亞胺，加入至IOmL N, N-二甲基乙醯胺中，在70°C下加熱攪拌至形成均一、透明、澄清的聚合物溶液A2，濃度為0.12g/mL ;稱取1.8g聚乙烯醇，加入至IOmL去離子水中，在70°C下加熱攪拌至形成均勻的聚合物溶液B2，溶液濃度為0.18g/mL ；
在室溫25°C，相對溼度52%環境下，將聚合物溶液A2、B2溶液分別以0.8mL/h的流速輸送至靜電紡絲設備上內徑均為0.8mm的兩個噴頭，並在IOKV的高壓電場中進行靜電紡絲，紡絲條件包括:接收距離為13cm，噴頭移動速度為5.5mm/s，接收器的轉速為500rpm。待接收器表面溶劑揮發後，聚合物A2、聚合物B2的紡絲纖維在接收器上沉積，形成紡絲膜F2。將該紡絲膜F2浸泡在去離子水中，除去聚合物B2 (即聚乙烯醇)，得到本實施例的聚合物，記為M2。[0031]實施例3
將聚丙烯腈和聚乙烯吡咯烷酮在60°C條件下乾燥。稱取1.4g聚丙烯腈，加入至IOmLN, N-二甲基乙醯胺中，在70°C下加熱攪拌至形成均一、透明、澄清的聚合物A3溶液，其濃度為0.14g/mL ;稱取1.6g聚乙烯醇，加入至IOmL去離子水中，在70°C下加熱攪拌至形成均勻的聚合物B3溶液，溶液濃度為0.16g/mL ；
在室溫25 °C，相對溼度52%環境下，將聚合物A3溶液、聚合物B3溶液分別以0.8mL/h的流速輸送至靜電紡絲設備上內徑均為0.8mm的兩個噴頭，並在IOKV的高壓電場中進行靜電紡絲，紡絲條件包括:接收距離為13cm,噴頭移動速度為5.5mm/s,接收器的轉速為500rpm。待接收器表面溶劑揮發後，聚合物A3、聚合物B3的紡絲纖維在接收器上沉積，形成紡絲膜F3。將該紡絲膜F3浸泡在去離子水中，除去聚合物B3 (即聚乙烯醇)，得到本實施例的聚合物，記為M3。
[0032]實施例4
將聚苯乙烯和聚氧丙烯在60°C條件下乾燥。稱取1.6g聚苯乙烯，加入至IOmL N，N-二甲基乙醯胺中，在70°C下加熱攪拌至形成均一、透明、澄清的聚合物A4溶液，其濃度為
0.16g/mL ;稱取1.4g聚氧丙烯，加入至IOmL去離子水中，在70°C下加熱攪拌至形成均勻的聚合物B4溶液，溶液濃度為0.14g/mL ；
在室溫25 °C，相對溼度52%環境下，將聚合物A4溶液、聚合物B4溶液分別以0.8mL/h的流速輸送至靜電紡絲設備上內徑均為0.8mm的兩個噴頭，並在IOKV的高壓電場中進行靜電紡絲，紡絲條件包括:接收距離為13cm,噴頭移動速度為5.5mm/s,接收器的轉速為500rpm。待接收器表面溶劑揮發後，聚合物A4、聚合物B4的紡絲纖維在接收器上沉積，形成紡絲膜F4。將該紡絲膜F4浸泡在去離子水中，除去聚合物B4 (即聚氧丙烯)，得到本實施例的聚合物，記為M4。
[0033]實施例5
將環氧樹脂和聚氧乙烯在60°C條件下乾燥。稱取2g環氧樹脂，加入至IOmL N，N-二甲基乙醯胺中，在70°C下加熱攪拌至形成均一、透明、澄清的聚合物A5溶液，其濃度為0.2g/mL ;稱取Ig聚氧乙烯，加入至IOmL去離子水中，在70°C下加熱攪拌至形成均勻的聚合物B5溶液，溶液濃度為0.lg/mL ；
在室溫25 °C，相對溼度52%環境下，將聚合物A5溶液、聚合物B5溶液分別以0.8mL/h的流速輸送至靜電紡絲設備上內徑均為0.8mm的兩個噴頭，並在IOKV的高壓電場中進行靜電紡絲，紡絲條件包括:接收距離為13cm,噴頭移動速度為5.5mm/s,接收器的轉速為500rpm。待接收器表面溶劑揮發後，聚合物A5、聚合物B5的紡絲纖維在接收器上沉積，形成紡絲膜F5。將該紡絲膜F5浸泡在去離子水中，除去聚合物B5 (即聚氧乙烯)，得到本實施例的聚合物，記為M5。
[0034]對比例I
將聚二氟乙烯和聚氧乙烯在60°C條件下乾燥。稱取Ig聚二氟乙烯和2g聚氧乙烯，力口入至20mL N, N- 二甲基乙醯胺中，在70°C下加熱攪拌至形成均一的混合聚合物溶液，濃度為 0.15g/mL ；
在室溫25 °C，相對溼度52%環境下，將該混合聚合物溶液以0.8mL/h流速輸送至靜電紡絲設備上內徑為0.8mm的噴頭，並在IOKV的高壓電場中進行靜電紡絲，紡絲條件包括:接收距離為13cm，噴頭移動速度為5.5mm/s，接收器的轉速為500rpm。待接收器表面溶劑揮發後，混合聚合物紡絲纖維在接收器上沉積，形成紡絲膜DFl。將該紡絲膜DFl浸泡在去離子水中，除去組份聚氧乙烯，得到本對比例的聚合物，記為DMl。
[0035]性能測試
1、表面形貌觀察:
採用掃描電子顯微鏡(SEM，JEOL，JSM-7600FE)觀察紡絲膜Fl和聚合物膜Ml表面的微觀形貌。
[0036]由圖1和圖2可知，本發明採用雙通道同時靜電紡絲法得到的紡絲膜Fl中兩種聚合物纖維絲交替疊加，如圖1所示；而在溶於去離子水中之後，其中的聚合物BI (即聚氧乙烯)抽離去除，得到具有孔隙率更大的聚合物膜M1，如圖2所示。
[0037]2、力學性能測試:
對聚合物膜M1-M5和DMl進行力學性能測試。採用常規的拉力測試儀器(深圳君瑞)，樣品為啞鈴狀，其尺寸為4mmX 10mm，儀器的應變速率為20mm/min。測試的斷裂強度和斷裂伸長率的結果如表I所示。
[0038]3、孔隙率測試:
對聚合物膜M1-M5和DMl進行孔隙率的測試。孔隙率測試按照如下公式進行:P (%)=(M-M0)/( Pbu0hX Jir2 d) X 100% ；
其中，P為孔隙率，M0為幹膜的質量，M為在正丁醇中浸泡2h後的質量，r為膜的半徑，d為膜的厚度。測試結果如表I表示。
[0039]4、吸液率測試:
將聚合物膜M1-M5和DMl乾燥好，稱好質量後浸入到電解液(鋰鹽為LiPF6,濃度為lmol/L，溶劑為EC、EMC、DEC，質量濃度比為2:3:1)中24h，然後取出用濾紙吸乾膜表面的液體，得到對應的凝膠聚合物電解質J1-J5和DJ1，稱量出此時的質量，操作都在充滿氬氣的手套箱中進行。
[0040]按照公式計算吸液率％ = (W1-W) /WX 100% ；
其中，W為幹膜的質量；Wi為幹膜在電解液中浸泡了 24h後的質量。測試結果如表I表
/Jn ο
[0041]8、電導率測試:
將聚合物膜M1-M5和DMl放在兩個不鏽鋼(SS)電極之間，吸收足夠量的電解液(鋰鹽為LiPF6，濃度為1M/L，溶劑為EC、EMC、DEC，質量濃度比為2:3:1 )，得到對應的凝膠聚合物電解質J1-J5和DJ1，將其密封於2016型扣式電池後，進行交流阻抗實驗，線性與實軸的交點即為凝膠聚合物電解質的本體電阻，由此可以得到凝膠聚合物電解質的離子電導率:σ =L/(A *R)，其中L表示凝膠聚合物電解質的厚度，A為不鏽鋼板與膜的接觸面積，R為聚合物電解質的本體電阻)。得到凝膠聚合物電解質J1-J5和DJl的電導率如表I所示。
表I
【權利要求】
1.一種聚合物膜，其特徵在於，所述聚合物膜由以下步驟製備得到: 51、將兩種不同的聚合物A、聚合物B分別配製成溶液，然後通過雙通道同時靜電紡絲，得到紡絲膜F ;其中聚合物A選自聚醯亞胺、聚丙烯腈、聚苯乙烯、環氧樹脂、聚二氟乙烯、聚乙烯吡咯烷酮中的任意一種，聚合物B選自聚乙烯醇、聚氧乙烯、聚氧丙烯中的任意一種； 52、將紡絲膜F浸泡於選擇性溶劑中，除去紡絲膜F中的聚合物B，得到所述聚合物膜；所述選擇性溶劑為能溶解聚合物B、而微溶或不溶解聚合物A的溶劑。
2.根據權利要求1所述的聚合物膜，其特徵在於，步驟SI中，配製聚合物A的溶液採用的溶劑選自N，N- 二甲基甲醯胺、N，N- 二甲基乙醯胺、四氫呋喃、乙烯吡咯烷酮、丙酮、乙醇、氯仿，配製聚合物B的溶液採用的溶劑選自N，N- 二甲基甲醯胺、N，N- 二甲基乙醯胺、乙醇、去離子水。
3.根據權利要求1所述的聚合物膜，其特徵在於，步驟SI中，雙通道同時靜電紡絲時兩個噴頭的內徑均為0.2~1mm，兩個噴頭內聚合物溶液的流速均為0.6-2.0mL/h。
4.根據權利要求1或3所述的聚合物膜，其特徵在於，步驟SI中，靜電紡絲的條件包括:電壓為5~20KV，接收距離為6~15cm，噴頭移動速度為5飛mm/s，接收器的轉速為300-600rpnio
5.根據權利要求1或3所述的聚合物膜，其特徵在於，步驟SI中，靜電紡絲的時間為3-6h，紡絲膜F的厚度為80-150 μ m。
6.根據權利要求1所述的聚合物膜，其特徵在於，步驟S2中，所述選擇性溶劑為去離子水。
7.一種凝膠聚合物電解質，所述凝膠聚合物電解質由聚合物膜吸收電解液後溶脹形成，其特徵在於，所述聚合物膜為權利要求1-6任一項所述的聚合物膜。
8.根據權利要求7所述的凝膠聚合物電解質，其特徵在於，所述電解液由電解質鋰鹽和有機溶劑組成；其中電解質鋰鹽選自六氟磷酸鋰、高氯酸鋰、四氟硼酸鋰中的任意一種，有機溶劑選自碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯和碳酸二乙酯、碳酸亞乙烯酯中的至少一種；所述電解液中，電解質鋰鹽的濃度為0.8^1.5mol/L。
9.一種聚合物鋰電池，該聚合物鋰電池包括正極、負極、隔膜和凝膠聚合物電解質，所述凝膠聚合物電解質位於正極和負極之間，其特徵在於，所述凝膠聚合物電解質為權利要求7或8中任意一項所述的凝膠聚合物電解質。
10.權利要求9所述的聚合物鋰電池的製備方法，其特徵在於，包括先將聚合物膜、隔膜和聚合物膜以三層疊放的方式隔開正極和負極，然後整體層疊或卷繞成極芯，往極芯中注入電解液，封口後得到所述聚合物鋰電池。
【文檔編號】H01M10/0565GK103840111SQ201210489824
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2012年11月27日 優先權日:2012年11月27日
【發明者】陳輝, 馮大利, 單軍 申請人:比亞迪股份有限公司