[發明專利]一種含硼碳量子點納米復合固態電解質及其制備方法

有效

• 申請號: 202110071308.5
• 申請日: 2021-01-19
• 公開（公告）號: CN112909333B
• 公開（公告）日: 2022-08-23
• 發明（設計）人: 張錦芳;李曉峰;李瑩;劉斌;胡勝亮
• 申請（專利權）人: 中北大學
• 主分類號: H01M10/0565
• 分類號: H01M10/0565;H01M10/0525
• 代理公司: 太原申立德知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 14115
• 代理人: 程園園

1.一種含硼碳量子點納米復合固態電解質，其特征在于：包含聚氧化乙烯基體、含硼碳量子點和有機鋰鹽；

所述含硼碳量子點通過以下方法制備得到：將硼酸和對苯二胺溶于四氫呋喃溶液中，攪拌混合均勻后，放入帶有聚四氟乙烯內襯的反應釜中，進行高溫恒溫反應，反應產物冷卻至室溫后抽濾，抽濾后的溶液再使用真空旋蒸儀旋干，得到褐色粉末即為含硼碳量子點；

所述硼酸和對苯二胺的質量比為1：3～6，硼酸和對苯二胺在四氫呋喃溶液中的總質量濃度為0.02g/mL；

所述高溫恒溫反應是在恒溫鼓風干燥箱中進行的，高溫恒溫反應的溫度為180～220℃，反應時間為10～12h，反應產物用100nm的有機濾紙抽濾2～3次。

2.根據權利要求1所述的一種含硼碳量子點納米復合固態電解質，其特征在于：所述聚氧化乙烯基體的分子量為100000～2000000，呈粉末態。

3.根據權利要求1所述的一種含硼碳量子點納米復合固態電解質，其特征在于：所述含硼碳量子點的元素組成為B、C、O、H。

4.根據權利要求1所述的一種含硼碳量子點納米復合固態電解質，其特征在于：所述有機鋰鹽為雙三氟甲基磺酰亞胺鋰、雙二氟磺酰亞胺鋰中的一種或兩者的混合物。

5.一種權利要求1～4任一項所述的含硼碳量子點納米復合固態電解質的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1，含硼碳量子點的制備：將硼酸和對苯二胺溶于四氫呋喃溶液中，攪拌混合均勻后，放入帶有聚四氟乙烯內襯的反應釜中，進行高溫恒溫反應，反應產物冷卻至室溫后抽濾，抽濾后的溶液再使用真空旋蒸儀旋干，得到褐色粉末即為含硼碳量子點；

所述步驟1中硼酸和對苯二胺的質量比為1：3～6，硼酸和對苯二胺在四氫呋喃溶液中的總質量濃度為0.02g/mL；

所述步驟1中高溫恒溫反應是在恒溫鼓風干燥箱中進行的，高溫恒溫反應的溫度為180～220℃，反應時間為10～12h，反應產物用100nm的有機濾紙抽濾2～3次；

步驟2，納米復合電解質膜的制備：將含硼碳量子點、聚氧化乙烯基體和鋰鹽溶解于乙腈溶液中，加熱攪拌均勻后得透明膠狀混合液，將膠狀混合液直接澆鑄于聚四氟乙烯模具中，置于手套箱內揮發，再真空烘干，即得到含硼碳量子點納米復合電解質；

所述步驟2中手套箱內揮發的條件為室溫靜置揮發2～3天，真空烘干的溫度為50～70℃，真空烘干的時間為16～20h；

所述步驟2中加熱攪拌的溫度為40～50℃，加熱攪拌的時間為8～10h。

6.根據權利要求5所述的一種含硼碳量子點納米復合電解質的制備方法，其特征在于：所述步驟2中含硼碳量子點、聚氧化乙烯基體和鋰鹽的質量比為1：5～50：3～36；含硼碳量子點、聚氧化乙烯基體和鋰鹽在乙腈溶液中的總質量濃度為0.25g/mL。