[发明专利]耐高电压的固态锂电池聚合物电解质及其制备和应用

权利要求书

1.一种耐高电压的烷基硅烷基锂电池聚合物电解质，其特征在于烷基硅烷基锂电池聚合物电解质包括烷基硅烷基聚合物、锂盐、多孔支撑材料以及添加剂；所述烷基硅烷基聚合物结构如通式1所示：

或通式1

其中，m的取值是0-50000，n的取值是100-50000，y的取值是0-6；

R取自卤素，H，氰基，三氟甲基，18碳以下的烷基，18碳以下的烷氧基，18碳以下的烷硫基或18碳以下的烷氧硅氧基；X取自O，S，CH₂，NH，NCH₃或NCH₂CH₃；R₁为氰基，18碳以下的烷基，18碳以下的芳基或18碳以下的烷基硅甲基。

2.根据权利要求1所述的一种耐高电压的烷基硅烷基锂电池聚合物电解质，其特征在于：该烷基硅烷基锂电池聚合物电解质电化学窗口大于4.3 V，能耐高电压，机械强度为0.5MPa -300MPa，室温离子电导率为1×10^-5 S×cm^-1-10^-3 S×cm^-1。

3.根据权利要求1所述的一种耐高电压的烷基硅烷基锂电池聚合物电解质，其特征在于：烷基硅烷基聚合物在聚合物电解质中的质量分数为45%~70%；锂盐在聚合物电解质中的质量分数为10%~30%；添加剂在聚合物电解质中的质量分数为0%~15%；多孔支撑材料在聚合物电解质中的质量分数为5 %~30%。

4.权利要求1所述的一种耐高电压的烷基硅烷基锂电池聚合物电解质的制备方法，其特征在于：采用溶剂挥发法，将烷基硅烷基聚合物中加入锂盐和添加剂混合搅拌至完全溶解后刮到多孔支撑材料上，60~80℃下烘干后制备电解质膜。

5.根据权利要求4所述的一种耐高电压的烷基硅烷基锂电池聚合物电解质的制备方法，其特征在于：所述溶剂为乙腈、二甲基亚砜、环丁砜、亚硫酸二甲酯、亚硫酸二乙酯、1,4-二氧六环、四氢呋喃、三氯甲烷、乙酸乙酯、N-甲基吡咯烷酮、N,N-二甲基甲酰胺和N,N-二甲基乙酰胺中的一种或几种；所述的锂盐为六氟磷酸锂、高氯酸锂、双草酸硼酸锂、二氟草酸硼酸锂、三氟甲磺酸锂、双三氟甲基磺酰亚胺锂、双氟磺酰亚胺锂中的一种或者几种；所述添加剂为有机小分子或无机纳米粒子的一种或几种；所述的有机小分子为丁二腈或己二腈的一种或这两种的混合物；所述的无机纳米粒子为二氧化硅，二氧化锆，二氧化钛，三氧化二铝的一种或几种；所述多孔支撑材料为纤维素无纺膜、海藻纤维无纺膜、芳纶无纺膜、聚芳砜酰胺无纺膜、聚丙烯无纺膜、玻璃纤维、聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜、聚酰亚胺无纺膜中的一种。

6.权利要求1所述的一种耐高压的烷基硅烷基锂电池聚合物电解质的应用，其特征在于：其应用领域为全固态锂电池。

7.根据权利要求6所述的一种耐高压的烷基硅烷基锂电池聚合物电解质的应用，其特征在于：所述的全固态锂电池包括正极，负极，介于正负极之间的电解质；所述的正极的活性材料为钴酸锂、磷酸铁锂、磷酸锰铁锂、镍锰酸锂、富锂锰基正极材料、锂离子电池三元材料、硫、硫复合物、硫酸铁锂、锂离子氟磷酸盐、锂钒氟磷酸盐、锂铁氟磷酸盐、锂锰氧化物、导电聚合物中的一种或几种；所述负极的活性材料为金属锂、金属锂合金、石墨、硬碳、二硫化钼、碳硅复合材料、碳锗复合材料、碳锡复合材料、氧化锑、锑碳复合材料、锡锑复合材料、锂钛氧化物、锂金属氮化物中的一种或几种。