[发明专利]一种复合固体电解质膜及其制备方法

权利要求书

1.一种复合固体电解质膜，其特征在于：所述电解质膜成品由多孔SiO₂陶瓷颗粒、塑性晶体电解质、聚合物和锂盐Ⅰ；塑性晶体电解质由丁二腈、氟代碳酸乙烯酯和锂盐Ⅱ组成；所述复合固体电解质膜以聚合物为基体，多孔SiO₂陶瓷颗粒和锂盐Ⅰ均匀分布在聚合物基体上，塑性晶体电解质分布在多孔SiO₂陶瓷颗粒的内部及表面；

其中，以所述电解质膜成品的总质量为100%计，聚合物的质量分数为26%-41%，锂盐Ⅰ和锂盐Ⅱ的总质量分数为47%-57%，多孔SiO₂陶瓷颗粒的质量分数为2%-9%，丁二腈的质量分数为4%-10%，氟代碳酸乙烯酯的质量分数为0.2%-0.7%。

2.如权利要求1所述的一种复合固体电解质膜，其特征在于：所述多孔SiO₂陶瓷颗粒的质量分数为5.5%-7.5%。

3.如权利要求1所述的一种复合固体电解质膜，其特征在于：所述多孔SiO₂陶瓷颗粒为SiO₂气凝胶颗粒；所述聚合物为聚丙烯腈、聚氧化乙烯、聚偏氟乙烯、聚偏氟乙烯-六氟丙烯和聚碳酸丙烯酯中的一种以上；所述锂盐Ⅰ为高氯酸锂、六氟磷酸锂、四氟硼酸锂、双三氟磺酰甲烷亚胺锂和双氟磺酰亚胺锂中的一种以上；所述锂盐Ⅱ为双三氟磺酰甲烷亚胺锂。

4.如权利要求1所述的一种复合固体电解质膜，其特征在于：所述多孔SiO₂陶瓷颗粒为孔径＞20nm、比表面积＞600m² g^-1且孔隙率为90%-99%的SiO₂气凝胶颗粒，所述聚合物为聚丙烯腈，所述锂盐Ⅰ和锂盐Ⅱ均为双三氟磺酰甲烷亚胺锂。

5.如权利要求1所述的一种复合固体电解质膜，其特征在于：以所述电解质膜成品的总质量为100%计，聚合物的质量分数为26%-41%，锂盐Ⅰ和锂盐Ⅱ的总质量分数为47%-57%，多孔SiO₂陶瓷颗粒的质量分数为5.5%-7.5%，丁二腈的质量分数为4%-10%，氟代碳酸乙烯酯的质量分数为0.2%-0.7%；

所述多孔SiO₂陶瓷颗粒为孔径＞20nm、比表面积＞600m² g^-1且孔隙率为90%-99%的SiO₂气凝胶颗粒，所述聚合物为聚丙烯腈，所述锂盐Ⅰ和锂盐Ⅱ均为双三氟磺酰甲烷亚胺锂。

6.一种如权利要求1-5中任意一项所述的复合固体电解质膜的制备方法，其特征在于：所述方法步骤包括：

（1）在H₂O＜0.1ppm，O₂＜0.1ppm的条件下，用塑性晶体电解质浸泡多孔SiO₂陶瓷颗粒，充分混合均匀，得到SiO₂/SNE复合物；

在H₂O＜0.1ppm，O₂＜0.1ppm的条件下，将聚合物与锂盐Ⅰ溶于溶剂中，得到聚合物溶液；

（2）将所述SiO₂/SNE复合物与聚合物溶液进行充分混合，得到均匀透明的复合电解质浆料，将所述浆料涂布在载体上，放置24h以上，在所述载体上得到一种复合固体电解质膜。

7.如权利要求6所述的一种复合固体电解质膜的制备方法，其特征在于：步骤（1）中塑性晶体电解质与多孔SiO₂陶瓷颗粒混合均匀后置于120℃-150℃、真空条件下渗透浸润5天-7天。