[发明专利]一种固态电解质用无机纳米粒子填料及其制备方法

权利要求书

1.一种固态电解质用无机纳米粒子填料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将无机纳米粒子置于碱性水溶液中活化处理，然后洗涤、干燥，得到表面具有羟基的无机纳米粒子；所述无机纳米粒子与所述碱性水溶液的比例为1g/100mL～1g/2mL；所述碱性水溶液的pH值为9～12；

(2)将所述步骤(1)得到的所述表面具有羟基的无机纳米粒子分散到去离子水中，然后向其中加入溶有巯丙基三甲氧基硅烷的有机溶液，接着依次进行加热反应、冷却、洗涤、以及干燥，得到表面接枝巯基的无机纳米粒子；所述表面具有羟基的无机纳米粒子与所述去离子水的比例为1g/10mL～1g/2mL；所述表面具有羟基的无机纳米粒子与所述溶有巯丙基三甲氧基硅烷的有机溶液中巯丙基三甲氧基硅烷两者的质量比为10/1～1/10；

(3)将所述步骤(2)得到的所述表面接枝巯基的无机纳米粒子分散于30wt.％的过氧化氢去离子水溶液中，接着依次进行搅拌反应、洗涤、以及干燥，得到表面接枝磺酸基团的无机纳米粒子；所述表面接枝巯基的无机纳米粒子与所述30wt.％的过氧化氢去离子水溶液的比例为1g/50mL～1g/2mL；

(4)将步骤(3)所得的表面接枝磺酸基团的无机纳米粒子分散于去离子水中，向其中加入氨基封端聚醚的去离子水溶液，进行加热反应，而后冷却、洗涤、干燥，得到磺酸-氨基离子键修饰无机纳米粒子，该磺酸-氨基离子键修饰无机纳米粒子即固态电解质用无机纳米粒子填料；所述表面接枝磺酸基团的无机纳米粒子与去离子水的比例为1g/10mL～1g/2mL；所述表面接枝磺酸基团的无机纳米粒子与所述氨基封端聚醚的去离子水溶液中氨基封端聚醚两者的质量比为10/1～1/10。

2.如权利要求1所述固态电解质用无机纳米粒子填料的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，所述无机纳米粒子是二氧化硅纳米粒子、二氧化钛纳米粒子、以及三氧化二铝纳米粒子中的至少一种；所述无机纳米粒子的粒径为10～200nm。

3.如权利要求1所述固态电解质用无机纳米粒子填料的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，所述碱性水溶液为氢氧化钠水溶液，该氢氧化钠水溶液的浓度为0.1～5mol/L；所述活化处理是在60～90℃的温度下反应2～24h；

在所述活化处理之后是先冷却处理，然后再进行所述洗涤。

4.如权利要求1所述固态电解质用无机纳米粒子填料的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中，所述表面具有羟基的无机纳米粒子分散到所述去离子水中，是采用超声分散10～40min；所述溶有巯丙基三甲氧基硅烷的有机溶液所采用的有机溶剂为丙酮、甲醇、乙醇、乙酸乙酯或氯仿中的一种；所述溶有巯丙基三甲氧基硅烷的有机溶液其浓度为1～10g/mL；所述加热反应是在60～90℃的温度下使所述表面具有羟基的无机纳米粒子与所述巯丙基三甲氧基硅烷反应12～36h。

5.如权利要求1所述固态电解质用无机纳米粒子填料的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中，所述表面接枝巯基的无机纳米粒子分散于所述30wt.％的过氧化氢去离子水溶液中，是采用超声分散10～40min；所述搅拌反应是在10℃～30℃的温度下搅拌反应12～36h。

6.如权利要求1所述固态电解质用无机纳米粒子填料的制备方法，其特征在于，所述步骤(4)中，所述表面接枝磺酸基团的无机纳米粒子分散到所述去离子水中，是采用超声分散10～40min；所述氨基封端聚醚的去离子水溶液的浓度为1～10g/mL；所述加热反应是在60～90℃的温度下使所述表面接枝磺酸基团的无机纳米粒子与所述氨基封端聚醚反应。

7.如权利要求1所述固态电解质用无机纳米粒子填料的制备方法，其特征在于，所述步骤(4)中，所述加热反应，是通过监控反应液的pH值确定该加热反应的终点，当pH值保持稳定时即终止该加热反应。

8.如权利要求1所述固态电解质用无机纳米粒子填料的制备方法，其特征在于，所述步骤(4)中，所述氨基封端聚醚选自重均相对分子质量为600、1000、2000中的至少一种。

9.如权利要求1所述固态电解质用无机纳米粒子填料的制备方法，其特征在于，所述步骤(4)中，所述氨基封端聚醚为工业化原料重均相对分子质量为600的M-600，重均相对分子质量为1000的M-1000，或重均相对分子质量为2000的M-2000中的一种。