[發明專利]一種改性納米二氧化硅及其制備方法與應用

有效

• 申請號: 202010151620.0
• 申請日: 2020-03-06
• 公開（公告）號: CN111416146B
• 公開（公告）日: 2023-05-09
• 發明（設計）人: 汪靖倫;韓沖宇;孫天霷;何延昭
• 申請（專利權）人: 湖南科技大學
• 主分類號: H01M10/0565
• 分類號: H01M10/0565;H01M10/0525
• 代理公司: 東莞市神州眾達專利商標事務所(普通合伙) 44251
• 代理人: 劉漢民

1.一種改性納米二氧化硅粒子摻雜復合固態聚合物電解質，組成為：改性納米二氧化硅顆粒、鋰鹽和聚氧化乙烯；其特征在于：所述復合固態聚合物電解質是以均苯四甲酸二酰亞胺橋連的二氧化硅納米顆粒為填料，修飾后的二氧化硅納米顆粒有利于提高其在聚氧化乙烯中的分散性和與鋰鹽的相互作用；均苯四甲酸二酰亞胺橋連的二氧化硅納米顆粒在電解質中的質量分數為1-30%，鋰鹽在電解質中的質量分數為15-50%，聚氧化乙烯在電解質中的質量分數為30-80%。

2.根據權利要求1所述的復合固態聚合物電解質，其特征在于：所述均苯四甲酸二酰亞胺橋連的二氧化硅納米顆粒按照包括如下步驟的方法制備：

步驟1：將納米二氧化硅顆粒分散到溶劑中，其中納米二氧化硅占該溶劑的質量分數為0.1%-10%，加入氨基功能化的硅烷偶聯劑，制備氨基功能化的二氧化硅納米顆粒；

步驟2：在上述步驟1得到的氨基功能化二氧化硅反應液中加入均苯四甲酸二酐，按照氨基功能化的二氧化硅納米顆粒與均苯四甲酸二酐的質量比為10:1-1:10，在60?^oC-120^?oC溫度條件下反應0.5-12小時，經離心分離和無水乙醇洗滌后干燥，即得到均苯四甲酸二酰亞胺橋連的二氧化硅納米顆粒。

3.根據權利要求1所述的復合固態聚合物電解質，其特征在于：所述鋰鹽為高氯酸鋰（LiClO₄）、六氟砷酸鋰（LiAsF₆）、四氟硼酸鋰（LiBF₄）、六氟磷酸鋰（LiPF₆）、雙三氟甲基磺酰亞胺鋰（LiTFSI）、雙氟磺酰亞胺鋰（LiFSI）、三氟甲基磺酸鋰（LiCF₃SO₃）、雙草酸硼酸鋰（LiBOB）、二氟草酸硼酸鋰（LiODFB）、氯化鋰（LiCl）其中的一種或幾種。

4.一種復合固態聚合物電解質的制備方法，其特征在于該制備方法包括如下步驟：

步驟1：將聚氧化乙烯溶于溶劑中配制成質量百分比濃度為2%-20%的聚合物溶液，并加入鋰鹽；

步驟2：將均苯四甲酸二酰亞胺橋連的二氧化硅納米顆粒分散到步驟1所得的聚合物溶液中，在20-90?^oC的條件下分散0.5-24小時，分散均勻后流延成膜，待溶劑揮發后得到聚合物膜，即為鋰離子電池復合固態電解質膜。

5.根據權利要求4所述的復合固態聚合物電解質的制備方法，其特征在于，在所述步驟1和步驟2中的溶劑包括乙腈、丙酮、N,N-二甲基甲酰胺（DMF）、N-甲基吡咯烷酮（NMP）或水。