本技术属于锂金属电池安全技术领域,涉及一种基于阻燃型局部高浓聚合物电解质的锂金属电池的制备方法。将具有本征阻燃的高分子聚合物制成不同浓度的纺丝溶液,通过静电纺丝技术制备出具有本征阻燃的纳米纤维膜;再向醚类或酯类电解液中按比例加入稀释剂、催化剂和交联剂制备成预聚溶液,最终按照正极、纳米纤维膜、预聚溶液、负极的顺序组装成扣式电池,封装完成后,在一定条件下静置一段时间,在升温条件下进行原位自由基组合,得到基于阻燃型局部高浓聚合物电解质的锂金属电池,再将该电池连接在电化学测量系统上,测量电池电化学性能。本发明制备工艺简单,设备技术成熟,可有效提高电池的安全性能和电化学性能。
背景技术
锂金属负极因其高的理论比容量、较低的电势,有望成为下一代储能体系核心负极材料的首选。然而,当前电极与电解液之间化学和电化学稳定性欠佳,致使锂金属电池的发展限于锂枝晶生长、SEI层不稳定以及高压正极分解等一系列问题。电解质工程是突破上述瓶颈的有效途径之一,其中,对电解液中Li+
溶剂化结构的调控成为电解质设计领域的研究热点。在传统碳酸酯电解液环境下,Li+
溶剂化结构表现出与溶剂的强配位能力,这将会诱导溶剂优先分解,产生富含有机物的不稳定的SEI层,从而影响电化学性能。因此,通过采用弱配位能力溶剂的方法,在溶剂化结构中引入阴离子,改善溶剂化结构。这种结构有助于生成由阴离子分解产生的富含无机组分的SEI层,从而提升电池的循环稳定性。但是这类溶剂仍然以易燃的酯类或醚类电解液作为主溶剂,仍然存在液态电解液易燃易爆所带来的安全问题。目前通过使用阻燃添加剂可以有效提高电池安全特性,但阻燃添加剂会影响电池循环性能。因此,锂金属电池电解质工程领域亟待开发一种新型溶剂化结构调控策略,该策略需同时满足对电极稳定性的保障、离子导电性的优化以及安全性的提升。
实现思路