[發(fā)明專利]交聯(lián)有機納米材料改性全固態(tài)聚合物電解質(zhì)及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010793333.X
• 申請日: 2020-08-10
• 公開（公告）號: CN111934007B
• 公開（公告）日: 2022-08-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 任世杰;陳云妮;李青音;肖琴
• 申請（專利權(quán)）人: 四川大學(xué)
• 主分類號: H01M10/0565
• 分類號: H01M10/0565;H01M10/058;H01M10/0525;C08G81/02;B82Y30/00;B82Y40/00
• 代理公司: 成都點睛專利代理事務(wù)所(普通合伙) 51232
• 代理人: 劉文娟

1.一種全固態(tài)聚合物電解質(zhì)，其特征在于，所述全固態(tài)聚合物電解質(zhì)的組成包括：具有鋰離子傳輸性能的聚合物、鋰鹽和有機填料，所述有機填料為兩嵌段共聚物通過傅-克反應(yīng)進行無模板自組裝得到的交聯(lián)有機納米材料；并且，所述兩嵌段共聚物的第一組份為聚氧化乙烯或聚氧化丙烯中的一種；第二組份為聚苯乙烯或不含強吸電子基團的苯乙烯衍生單體的聚合物。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全固態(tài)聚合物電解質(zhì)，其特征在于，所述全固態(tài)聚合物電解質(zhì)中，具有鋰離子傳輸性能的聚合物與鋰鹽的摩爾比滿足：M: Li = 10~20，有機填料在電解質(zhì)中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5～30%；其中M為具有鋰離子傳輸性能的聚合物中與鋰鹽發(fā)生作用的結(jié)構(gòu)單元。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的全固態(tài)聚合物電解質(zhì)，其特征在于，所述兩嵌段共聚物通過傅-克反應(yīng)進行無模板自組裝得到的交聯(lián)有機納米材料的方法為：在無水無氧條件下，以兩嵌段共聚物為原料，在催化劑、交聯(lián)劑和溶劑的作用下，通過傅-克烷基化反應(yīng)得到的交聯(lián)有機納米填料；其中，交聯(lián)劑占交聯(lián)劑與溶劑總體積的體積分?jǐn)?shù)為：0%~90%。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的全固態(tài)聚合物電解質(zhì)，其特征在于，交聯(lián)劑占交聯(lián)劑與溶劑總體積的體積分?jǐn)?shù)為50%~90%。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的全固態(tài)聚合物電解質(zhì)，其特征在于，

所述交聯(lián)劑選自：二甲氧基甲烷或乙二醇二甲醚；

所述催化劑選自：FeCl₃、AlCl₃、BF₃、H₂SO₄、SnCl₄或ZnCl₂中的至少一種；

所述溶劑選自：1，2-二氯乙烷或二氯甲烷中的至少一種。

6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的全固態(tài)聚合物電解質(zhì)，其特征在于，

所述傅-克烷基化反應(yīng)過程為：將兩嵌段共聚物和催化劑加入到溶劑和交聯(lián)劑中，攪拌使各組分分散均勻；再于25~80 ℃回流反應(yīng)24~25 h；反應(yīng)后加入乙醇并進行超聲分散、抽濾得到產(chǎn)物；然后用甲醇和稀鹽酸對產(chǎn)物依次進行洗滌，最后用甲醇索提48~72 h后收集并真空干燥，得到交聯(lián)有機納米填料。

7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的全固態(tài)聚合物電解質(zhì)，其特征在于，所述全固態(tài)聚合物電解質(zhì)的電化學(xué)窗口達到4.8~5.0 V。

8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的全固態(tài)聚合物電解質(zhì)，其特征在于，所述具有鋰離子傳輸性能的聚合物選自：聚醚類聚合物、聚丙烯酸酯類、聚丙烯腈類或聚偏氟乙烯類中的一種；

所述鋰鹽選自：高氯酸鋰、六氟砷酸鋰、四氟硼酸鋰、六氟磷酸鋰、雙（三氟甲烷磺酰）亞胺鋰、雙氟磺酰亞胺鋰、三氟甲基磺酸鋰、雙草酸硼酸鋰或二氟草酸硼酸鋰中的至少一種。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的全固態(tài)聚合物電解質(zhì)，其特征在于，所述具有鋰離子傳輸性能的聚合物選自：聚氧化乙烯、聚甲基丙烯甲酯、聚丙烯腈、聚偏氟乙烯或聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物中的至少一種。

10.權(quán)利要求1～9任一項所述的全固態(tài)聚合物電解質(zhì)的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括溶液澆鑄法或熔融熱壓法。

11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的全固態(tài)聚合物電解質(zhì)的制備方法，其特征在于，所述溶液澆鑄法為：先將具有鋰離子傳輸性能的聚合物、鋰鹽、溶劑和有機填料攪拌混勻得電解質(zhì)漿料；然后將所得電解質(zhì)漿料通過澆鑄成型、干燥即得所述全固態(tài)聚合物電解質(zhì)。