本發明公開了生物質基凝膠電解質、鋰離子電池及制備方法、應用。該生物質基凝膠電解質包括生物質、有機溶劑和鋰鹽；其中，生物質為寒天；生物質的含量為5～40％；百分比為生物質占生物質基凝膠電解質的質量百分比。采用本發明中的生物質基凝膠電解質制得的鋰離子電池不僅安全性高，還具有較好的電化學性能，且本發明中生物質基凝膠電解質和鋰離子電池的制備方法簡單，成本低。

技術領域

本發明涉及一種生物質基凝膠電解質、鋰離子電池及制備方法、應用。

背景技術

鋰離子電池因其優異的體積能量密度和質量能量密度而被廣泛應用。目前鋰離子電池的電解液主要由有機溶劑和鋰鹽組成。但是，電解液中的有機溶劑在高電壓或過充電條件下易分解產生氣體，導致電池膨脹變形，甚至會引起燃燒、爆炸等問題。而且，鋁塑膜包裝的鋰離子電池的電極片存在差異，容易導致電解液吸收不完全，在封裝過程中會抽出少量的游離態電解液，造成鋰離子電池的密封性較差，且產品合格率降低。

對此，為了提高鋰離子電池的產品合格率和安全性，現有技術中將液態的電解液轉變為固態的電解質，例如凝膠態聚合物電解質。凝膠態聚合物電解質一般是由聚合物基體，以及有機電解液或者鋰鹽，通過溶液澆注法、化學交聯法等方法形成凝膠聚合物網絡體系，液態電解液分子被固定在凝膠聚合物網絡體系中。雖然凝膠態聚合物電解質一定程度上解決了液態電解液鋰離子電池潛在的漏液、腐蝕、燃燒等安全問題，但是凝膠態聚合物電解質的制備方法復雜、工藝要求高，成本高。

中國專利文獻CN 105428085A中公開了一種生物質基膠體電解質，以海石花菜為原料，在去離子水中熬制形成溶膠，然后和不同種類的電解液混合形成膠體電解質；將該生物質基膠體電解質用于超級電容器中，具有較高的安全性和倍率性能。但是該生物質基膠體電解質僅適用于超級電容器，無法應用于鋰離子電池領域。當用于鋰離子電池時，水系電解液會與鋰離子電池的電極材料發生反應，無法實現充放電過程中鋰離子的嵌入和脫嵌，從而無法保證鋰離子電池電化學性能和安全性。而且，現有技術中也沒有其他資料能夠表明用于超級電容器的電解質同樣適用于鋰離子電池。

因此，亟需提供一種用于鋰離子電池中安全性更高、電化學性能較好的凝膠態電解質。

發明內容

本發明所要解決的問題在于克服現有技術中的電解質用于鋰離子電池中，存在安全性較低或電化學性能不佳的缺陷，提供一種生物質基凝膠電解質、鋰離子電池及制備方法、應用。采用本發明中的生物質基凝膠電解質制得的鋰離子電池不僅安全性高，還具有較好的電化學性能，且本發明中生物質基凝膠電解質和鋰離子電池的制備方法簡單，成本低。

為了實現上述目的，本發明提供以下技術方案：

本發明提供的技術方案之一為：一種生物質基凝膠電解質，其包括生物質、有機溶劑和鋰鹽；

其中，所述生物質的含量為5～40％；百分比為所述生物質占所述生物質基凝膠電解質的質量百分比；

所述的生物質為寒天。

本發明中，所述生物質的含量優選為15～35％，優選為20～30％，更優選為25％；百分比為所述生物質占所述生物質基凝膠電解質的質量百分比。

所述有機溶劑的含量可為40～80％，優選為50～70％，更優選為65％；百分比為所述有機溶劑占所述生物質基凝膠電解質的質量百分比。

所述鋰鹽的含量可為5～30％，優選為10～20％；百分比為所述鋰鹽占所述生物質基凝膠電解質的質量百分比。

本發明中，所述寒天一般市售可得。根據常規，所述寒天可為本領域常規的紅藻破壁技術的萃取物，主要成分一般為海藻膠。所述寒天中可含有膳食纖維、鈣和鐵。所述寒天可提取自江蘺、紫菜或石花菜。

所述寒天的制備工藝可為本領域常規的制備工藝。一般不需要添加交聯劑或引發劑。