[发明专利]一种复合型全固态聚合物电解质及其制备方法

说明书

本发明公开了一种复合型全固态聚合物电解质及其制备方法，所述复合型全固态聚合物电解质包括以下原料：聚氧化乙烯，锂盐，无机氧化物粒子改性多孔网状纤维膜。制备方法包括以下步骤：将聚氧化乙烯和锂盐加入溶剂中，加热搅拌均匀得到混合液，然后将所述混合液滴加在通过静电纺丝法制备得到的无机氧化物粒子改性多孔维膜上，干燥，即得。本发明的制备方法简单、高效，得到的复合全固态聚合物电解质胶膜具有良好的力学性能、热学尺寸稳定性与倍率性能，在未来的全固态聚合物电解质上具有广泛的应用前景。

技术领域

本发明属于固态聚合物电解质制备改性技术领域，具体涉及一种复合固态聚合物电解质及其制备方法。

背景技术

传统液态锂离子电池具有许多优点，但其安全问题始终无法规避且有效解决。固态锂离子电池与传统液态锂离子电池相比，其优势主要有：(1)、完全没有液体存在，消除了电池易燃、易爆的安全问题；(2)、高分子聚合物可设计性强，电极可以叠加，有望制备大电压单体电池；(3)、电化学窗口宽，可以匹配多种高电压正极材料。此外，高分子聚合物柔顺性好、可设计性强，因此固态聚合物电解质可能会成为下一代锂离子电池的重要发展方向。

聚氧化乙烯具有优异的溶解锂盐能力而被广泛研究，可以用于制备纯聚氧化乙烯基固态聚合物电解质。但是，纯聚氧乙烯基固态聚合物电解质具有高结晶性和较差的力学性能，其组装的电池在循环过程中会因锂枝晶生长而造成电池循环跳水、短路，充放电界面稳定性差等问题，从而影响了电池的综合性能。

发明内容

基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种以无机氧化物粒子改性的纤维网状膜为骨架的复合固态聚合物电解质及其制备方法，制得的复合固态聚合物电解质具有良好的力学性能、尺寸稳定性与综合电池性能。

本发明提出的一种复合型全固态聚合物电解质，包括以下原料：聚氧化乙烯、锂盐、无机氧化物粒子改性多孔网状纤维膜。聚氧化乙烯，聚合物锂盐，无机氧化物粒子改性多孔网状纤维膜的质量比为(1.5-5.5)：(0.1-1.6)：(0.5-4)。

优选地，所述聚氧化乙烯，聚合物锂盐，纳米粒子改性多孔网状纤维膜的质量比为3：1：1.5。

优选地，所述无机氧化物粒子改性多孔网状纤维膜的制备方法包括下述步骤：

(1)、将热塑性聚氨酯弹性体加入N,N-二甲基甲酰胺中80-120℃下搅拌0.5-3h，冷却后加入四甲基氢氧化铵、正硅酸乙酯加热搅拌均匀，冷却后加入丙酮，得到纺丝液；

(2)、将所述纺丝液采用静电纺丝法制成改性多孔网状纤维膜。

优选地，所述正硅酸乙酯、四甲基氢氧化铵、热塑性聚氨酯弹性体的质量比为(5-30)：(0.5-5)：(100-2500)。

优选地，热塑性聚氨酯弹性体与N,N-二甲基甲酰胺的质量比为1：2。

优选地，所述N,N-二甲基甲酰胺、丙酮的质量比为3：7。

优选地，所述聚氧化乙烯分子量为200000。

优选地，所述锂盐为双三氟甲烷磺酰亚胺锂。

一种所述的复合型全固态聚合物电解质的制备方法，将聚氧化乙烯和锂盐加入溶剂中，加热搅拌均匀得到混合液，然后将所述混合液滴加在无机氧化物粒子改性多孔网状纤维膜上，干燥，即得。

优选地，所述的复合型全固态聚合物电解质的制备方法包括以下步骤：

(1)、将聚氧化乙烯和锂盐加入去离子水中，60-100℃下搅拌1-3h，得到混合液；

(2)、将所述混合液滴加在无机氧化物粒子改性多孔网状纤维膜上，先在40-120℃干燥8-24h，然后在60-120℃真空干燥至恒重，即得。

本发明的有益效果如下：