[发明专利]一种生物基凝胶聚合物电解质及其制备方法

权利要求书

1.一种生物基凝胶聚合物电解质的膜骨架，其特征在于，所述的膜骨架为：PAN和PLLA两者共混纳米纤维膜或者PAN、PLLA和CS三者的共混纳米纤维膜；PAN和PLLA两者共混纳米纤维膜中，PAN和PLLA的质量比为(1～7):1；PAN、PLLA和CS三者的共混纳米纤维膜中，PAN和PLLA的质量比为(2～4):1，CS与PLLA的摩尔比为(2～3.5):1。

2.根据权利要求1所述的生物基凝胶聚合物电解质的膜骨架的制备方法，包括以下步骤：

1)制备PAN溶液：将PAN粉溶解于溶剂中，在设定温度和搅拌速度下至完全溶解，得到PAN溶液；

2)制备PAN/PLLA溶液：按照PAN与PLLA的质量比，将PLLA加入到步骤1)中的PAN溶液，设定温度下溶解，得到PAN/PLLA共混溶液

2’)制备PAN/P(LLA-CS)溶液：将PLLA和CS按照设定的摩尔比加入到DMF-oAC混合溶剂，在加热搅拌条件下进行交联反应，反应结束后，得到P(LLA-CS)溶液；按照PAN与PLLA的质量比，将步骤1)中的PAN溶液与P(LLA-CS)溶液进行混合，并在设定温度下搅拌混匀，得到PAN/P(LLA-CS)溶液；

3)制备生物基凝胶聚合物电解质的基材：将步骤2)中的PAN/PLLA共混溶液或者2’)中的PAN/P(LLA-CS)溶液，进行静电纺丝，纺丝完毕后，进行干燥，得到PAN/PLLA共混纳米纤维膜或者PAN/P(LLA-CS)共混纳米纤维膜，得到的纳米纤维膜即为生物基凝胶聚合物电解质的膜骨架。

3.根据权利要求2所述的生物基凝胶聚合物电解质的膜骨架的制备方法，其特征在于，所述步骤1)中，溶剂为N,N-二甲基甲酰胺，PAN溶液的浓度为0.08～0.12g/mL，设定温度为40～60℃，搅拌速度为600～800r/min。

4.根据权利要求2所述的生物基凝胶聚合物电解质的膜骨架的制备方法，其特征在于，所述步骤2)中，设定温度为40～60℃，搅拌速度为600～800r/min。

5.根据权利要求2所述的生物基凝胶聚合物电解质的膜骨架的制备方法，其特征在于，所述步骤2’)中，DMF-oAC混合溶剂是按照步骤1)中和步骤2)中总共的DMF溶剂的基础上，加入相对总量DMF总体积为0.01％～0.5％的冰醋酸；PLLA在混合溶剂中的浓度为PLLA浓度为0.05～0.07g/mL。

6.根据权利要求2所述的生物基凝胶聚合物电解质的膜骨架的制备方法，其特征在于，所述步骤2’)中，加热搅拌的温度为120～180℃，搅拌速度为200～300r/min，交联反应时间为30～200min；设定温度为50～80℃，搅拌速度为600～800r/min，搅拌时间为12h。

7.根据权利要求2所述的生物基凝胶聚合物电解质的膜骨架的制备方法，其特征在于，所述步骤3)中，静电纺丝的工艺参数为：静电纺丝所用的注射器为10mL，低电压强度为-0.1kV，高电压强度为14～16kV，注射速度为0.065～0.085mm/min；电纺时间为10～13h；静电纺丝膜的厚度为50～80μm；干燥为真空干燥，干燥温度为50～70℃，干燥时间为10～14h。

8.一种生物基凝胶聚合物电解质的制备方法，包括以下步骤：

将权利要求2中制备得到的生物基凝胶聚合物电解质的膜骨架，裁切成直径设定的尺寸，放置在容器中，再充氩气的手套箱中用滴管吸取的LiTFSI(DOL:DME,1:1,v:v)滴加在膜骨架上，浸润溶胀增塑后，用滤纸吸净膜上的表面多余的电解液，得到生物基凝胶聚合物电解质，组装电池。

9.根据权利要求8中生物基凝胶聚合物电解质的制备方法，其特征在于，所述的设定尺寸为直径d＝19mm的圆片，LiTFSI的浓度为0.5～1.5M，浸润时间为10～14h。