【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及鋰離子電池制造，尤其涉及一種原位凝膠聚合物電解質及其制備方法和應用。
技術介紹
1、隨著電動汽車的普及，鋰離子、鈉離子電池應用越來越廣泛。相比傳統的液體電解液，固態電解質具有更高的模量，安全性更好。然而固態電解質電導率較低，界面相容性較差。凝膠電解質既具有液體電解質高的電導率，又具有固態電解質高模量、安全性好的特點，因此得到廣泛的關注。
2、目前，凝膠電解質的制備常見的鋰鹽是雙三氟甲基磺酰亞胺鋰，采用路易斯酸催化環醚類溶劑，如1,3-二氧戊環(dol)，使其發生開環聚合制備凝膠電解質。公布號cn109786675a、公布日2019年5月21日、專利技術名稱為“一種固態鋰電池金屬鋰負極的界面修飾方法”的中國專利技術專利申請中使用六氟合砷酸鋰（liasf6）作為催化劑，引發聚合形成凝膠聚合物電解質。公布號cn110635165a、公布日2019年5月21日、專利技術名稱為“原位開環聚合制備凝膠聚合物電解質及凝膠態電池的方法”的中國專利技術專利申請中以二氟草酸硼酸鋰作為引發劑，成功誘導1,3-二氧戊環(dol)發生開環聚合，形成凝膠聚合物電解質。但是上述方案存在如下問題：cn109786675a中使用鋰鹽六氟合砷酸鋰（liasf6），毒性巨大不利于安全生產；cn110635165a中需要額外的高溫下進行，會導致鋰離子電池仍存在一定的安全風險。
3、因此，尋找合適的引發劑，在常溫下引發1,3-二氧戊環(dol)發生開環聚合構筑高安全性和穩定性的原位聚合的凝膠電解質，是本領域急需解決的技術問題。>
技術實現思路
1、本專利技術為解決上述問題，提供一種原位凝膠聚合物電解質及其制備方法和應用。
2、本專利技術第一目的在于提供一種原位凝膠聚合物電解質的制備方法，具體包括如下步驟：
3、s1.電解液的配制：將鋰鹽溶解在1,3-二氧戊環（dol）和碳酸酯有機物的混合有機溶劑中，在室溫、惰性氣體保護及轉速100~1000轉/min的條件下高速攪拌10min~24h，混合均勻；
4、s2.將添加劑溶解在步驟s1制備的電解液中，在室溫、惰性氣體保護及轉速100~1000轉/min的條件下高速攪拌10min~24h；
5、s3.加入引發劑，在室溫、惰性氣體保護及轉速100~1000轉/min的條件下高速攪拌10min~1h，制得原位凝膠聚合物電解質。
6、優選的，1,3-二氧戊環（dol）和所述碳酸酯有機物的體積比為1~6∶1~2；所述碳酸酯有機物包括碳酸乙烯酯、碳酸甲乙酯、碳酸二甲酯、氟代碳酸乙烯酯中的至少一種。
7、優選的，鋰鹽為雙三氟甲磺酰亞胺鋰、雙氟磺酰亞胺鋰、六氟磷酸鋰、硝酸鋰、四氟硼酸鋰中的至少兩種，所述鋰鹽在電解液中的總濃度為0.5～3m。
8、優選的，引發劑為氟代酸酐，濃度為0.1~20mm。
9、優選的，引發劑為六氟戊二酸酐。
10、優選的，添加劑包括三甲基硅基硼酸酯、三甲基硅基磷酸酯、碳酸亞乙烯酯、1,3-丙磺酸內酯、檸康酸酐中的至少一種；所述添加劑的質量占所述電解液總質量的0.1~5％。
11、優選的，惰性氣體為氬氣；所述室溫為15~30℃。
12、本專利技術第二目的在于提供一種原位凝膠聚合物電解質，采用所述原位凝膠聚合物電解質的制備方法制備。
13、本專利技術第三目的在于提供一種原位凝膠聚合物電解質在制備鋰離子電池中的應用。
14、優選的，將所述的原位凝膠聚合物電解質注入到鋰離子電池內部，常溫靜置12~24h后制得；
15、所述鋰離子電池中的正極為鎳鈷錳、鎳鈷鋁、鈷酸鋰、鎳錳酸鋰、富鋰錳基固溶體、錳酸鋰、磷酸鐵鋰中的至少一種；負極為人造石墨、天然石墨、中間相碳微球、硅基負極、錫基負極中的至少一種。
16、與現有技術相比，本專利技術能夠取得如下有益效果：
17、（1）利用引發劑引發1,3-二氧戊環（dol）原位聚合，在電池內原位形成凝膠聚合物電解質，提高界面的相容性，降低電池阻抗；
18、（2）利用混合有機溶劑中的碳酸酯有機物的塑化作用，能夠降低1,3-二氧戊環（dol）開環聚合后聚合物的結晶度，提高電解質的離子電導率；
19、（3）原位聚合策略可以避免工藝生產中的溶劑揮發步驟，降低了生產成本和復雜度，適合規模化生產；
20、（4）不同添加劑的使用以及六氟戊二酸酐能夠形成穩定的界面膜，提高電極界面穩定性；
21、（5）六氟戊二酸酐可以提高電解質的高溫穩定性以及阻燃性能。
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1.一種原位凝膠聚合物電解質的制備方法，其特征在于，具體包括如下步驟：
2.根據權利要求1所述的一種原位凝膠聚合物電解質的制備方法，其特征在于：所述1,3-二氧戊環和所述碳酸酯有機物的體積比為1~6∶1~2；所述碳酸酯有機物包括碳酸乙烯酯、碳酸甲乙酯、碳酸二甲酯、氟代碳酸乙烯酯中的至少一種。
3.根據權利要求1所述的一種原位凝膠聚合物電解質的制備方法，其特征在于：所述鋰鹽為雙三氟甲磺酰亞胺鋰、雙氟磺酰亞胺鋰、六氟磷酸鋰、硝酸鋰、四氟硼酸鋰中的至少兩種，所述鋰鹽在電解液中的總濃度為0.5～3M。
4.根據權利要求1所述的一種原位凝膠聚合物電解質的制備方法，其特征在于：所述引發劑為氟代酸酐，濃度為0.1~20mM。
5.根據權利要求4所述的一種原位凝膠聚合物電解質的制備方法，其特征在于：所述引發劑為六氟戊二酸酐。
6.根據權利要求1所述的一種原位凝膠聚合物電解質的制備方法，其特征在于：所述添加劑包括三甲基硅基硼酸酯、三甲基硅基磷酸酯、碳酸亞乙烯酯、1,3-丙磺酸內酯、檸康酸酐中的至少一種；所述添加劑的質量占所述電解液總質量的
7.根據權利要求1-6任意一項所述的一種原位凝膠聚合物電解質的制備方法，其特征在于：所述惰性氣體為氬氣；所述室溫為15~30℃。
8.一種原位凝膠聚合物電解質，其特征在于：采用權利要求1-7任意一項所述的一種原位凝膠聚合物電解質的制備方法制備。
9.權利要求8所述的一種原位凝膠聚合物電解質在制備鋰離子電池中的應用。
10.根據權利要求9所述的一種原位凝膠聚合物電解質在制備鋰離子電池中的應用，其特征在于：將所述的原位凝膠聚合物電解質注入到鋰離子電池內部，常溫靜置12~24h后制得；
...【技術特征摘要】
1.一種原位凝膠聚合物電解質的制備方法，其特征在于，具體包括如下步驟：
2.根據權利要求1所述的一種原位凝膠聚合物電解質的制備方法，其特征在于：所述1,3-二氧戊環和所述碳酸酯有機物的體積比為1~6∶1~2；所述碳酸酯有機物包括碳酸乙烯酯、碳酸甲乙酯、碳酸二甲酯、氟代碳酸乙烯酯中的至少一種。
3.根據權利要求1所述的一種原位凝膠聚合物電解質的制備方法，其特征在于：所述鋰鹽為雙三氟甲磺酰亞胺鋰、雙氟磺酰亞胺鋰、六氟磷酸鋰、硝酸鋰、四氟硼酸鋰中的至少兩種，所述鋰鹽在電解液中的總濃度為0.5～3m。
4.根據權利要求1所述的一種原位凝膠聚合物電解質的制備方法，其特征在于：所述引發劑為氟代酸酐，濃度為0.1~20mm。
5.根據權利要求4所述的一種原位凝膠聚合物電解質的制備方法，其特征在于：所述引發劑為六氟戊二酸酐。
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