[发明专利]一种可用于离子电池的复合凝胶电解质及其制备方法

权利要求书

1.一种可用于离子电池的复合凝胶电解质，其特征在于，该复合凝胶电解质为经紫外光辐照交联得到有机-无机杂化交联结构材料；所述复合凝胶电解质由包括双键封端的聚乙二醇、巯基酯类化合物、腈类化合物和功能性填料在内的原料经紫外光辐照得到；该复合凝胶电解质中还混合有锂盐或钠盐，其中，所述功能性填料为炔基封端的超支化聚离子液体功能化的还原氧化石墨烯，在该功能性填料中所述炔基封端的超支化聚离子液体接枝在所述还原氧化石墨烯的表面，接枝量为20wt.％～60wt.％；所述功能性填料的含量为所述双键封端的聚乙二醇、所述巯基酯类化合物、所述腈类化合物、以及所述锂盐总量的0.1wt.％～5wt.％，或者为所述双键封端的聚乙二醇、所述巯基酯类化合物、所述腈类化合物、以及所述钠盐总量的0.1wt.％～5wt.％；

所述炔基封端的超支化聚离子液体具有如式(I)所示的化学结构：

其中，TFSI^-为双三氟甲基磺酸亚酰胺阴离子；n＝10～50；

并且，所述巯基酯类化合物与所述双键封端的聚乙二醇的摩尔比为1/1～4/1；

所述锂盐与所述腈类化合物两者的含量之和为所述双键封端的聚乙二醇和所述巯基酯类化合物总量的25wt.％～70wt.％；所述锂盐与所述腈类化合物两者的摩尔体积之比为0.5mol/L～1.5mol/L；

所述钠盐与所述腈类化合物两者的含量之和为所述双键封端的聚乙二醇和所述巯基酯类化合物总量的25wt.％～70wt.％；所述钠盐与所述腈类化合物两者的摩尔体积之比为0.5mol/L～1.5mol/L。

2.如权利要求1所述可用于离子电池的复合凝胶电解质，其特征在于，所述双键封端的聚乙二醇为聚乙二醇二甲基丙烯酸酯或聚乙二醇二丙烯酸酯中的一种，所述双键封端的聚乙二醇其重均分子量为200～1000；所述巯基酯类化合物为三羟甲基丙烷三(3-巯基丙酸酯)、乙二醇二(3-巯基丙酸酯)、1,4-丁二醇二(3-巯基丙酸酯)或季戊四醇四(3-巯基丙酸酯)中的至少一种。

3.如权利要求1所述可用于离子电池的复合凝胶电解质，其特征在于，所述腈类化合物为丁二腈、丙烯腈、乙腈和己腈中的一种，所述锂盐为双三氟甲基磺酸亚酰胺锂、三氟甲磺酸锂、六氟磷酸锂、以及四氟硼酸锂中的一种；

所述钠盐为双三氟甲基磺酸亚酰胺钠、三氟甲磺酸钠、六氟磷酸钠、以及四氟硼酸钠中的一种。

4.一种如权利要求1－3任意一项所述可用于离子电池的复合凝胶电解质的制备方法，其特征在于，具体包括如下步骤：

(1)将双键封端的聚乙二醇和巯基酯类化合物混合，并通过超声波辅助分散，得到第一共混物；

(2)向所述步骤(1)得到的所述第一共混物中加入腈类化合物和锂盐，并通过超声波辅助分散，得到第二共混物；该步骤(2)或者是：

向所述步骤(1)得到的所述第一共混物中加入腈类化合物和钠盐，并通过超声波辅助分散，得到第二共混物；

(3)向所述步骤(2)得到的所述第二共混物中添加光引发剂，并通过超声波辅助分散，得到第三共混物；

(4)向所述步骤(3)得到的所述第三共混物中加入功能性填料，并通过超声波辅助分散，使得该功能性填料均匀分散在所述第三共混物中得到第四共混物；其中，所述功能性填料为炔基封端的超支化聚离子液体功能化的还原氧化石墨烯，所述功能性填料中所述炔基封端的超支化聚离子液体接枝在所述还原氧化石墨烯的表面，接枝量为20wt.％～60wt.％；

(5)将所述步骤(4)得到的所述第四共混物置于模具中，通过紫外光辐照，促使所述双键封端的聚乙二醇和所述巯基酯类化合物发生反应，同时也促进所述功能性填料与所述巯基酯类化合物发生反应，即可得到有机-无机杂化交联结构的可用于离子电池的复合凝胶电解质；

并且，所述步骤(4)中，所述炔基封端的超支化聚离子液体具有如式(I)所示的化学结构：

其中，TFSI^-为双三氟甲基磺酸亚酰胺阴离子；n＝10～50。