[发明专利]单层碳化铌掺入的聚合物固态电解质及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种单层碳化铌掺入的聚合物固态电解质的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：

S1、制备单层碳化铌；

S2、制备PEO聚合物溶液；

S3、将步骤S1中得到的单层碳化铌加入到步骤S2中得到的PEO聚合物溶液中超声，得到混合溶液A；

S4、将步骤S3中得到的混合溶液A烘干后得到单层碳化铌掺入的聚合物固态电解质。

2.根据权利要求1所述的一种单层碳化铌掺入的聚合物固态电解质的制备方法，其特征在于，步骤S1中，将氟化铌和碳酸氢铵混合后，加入氢氟酸和异丙酮的混合物，反应后得到前驱体，前驱体洗涤，离心，超声后得到单层碳化铌。

3.根据权利要求2所述的一种单层碳化铌掺入的聚合物固态电解质的制备方法，其特征在于，按质量比，氟化铌：碳酸氢铵：氢氟酸：异丙酮＝1～3：1：1～2：1；

所述洗涤方式为：去离子水或乙醇洗涤6-7次，每次洗涤时间为1～2小时；

所述离心转速为4000-6000rpm，离心时间为10-50min；

所述超声温度为-10℃～10℃，所述超声时间为0.5h～1.5h。

4.根据权利要求1所述的一种单层碳化铌掺入的聚合物固态电解质的制备方法，其特征在于，步骤S2中，将聚氧化乙烯在去离子水中搅拌均匀，再加入锂盐，并充分溶解后得到PEO聚合物溶液。

5.根据权利要求4所述的一种单层碳化铌掺入的聚合物固态电解质的制备方法，其特征在于，所述锂盐为双三氟甲基磺酰亚胺锂，

所述聚氧化乙烯为粉末状，

所述聚氧化乙烯的数均分子量为600000～100000，

所述聚氧化乙烯在PEO聚合物溶液中的浓度为85％～95％，

所述锂盐与聚氧化乙烯的质量之比为1～1.5：10，

所述搅拌时间为12～24小时。

6.根据权利要求1所述的一种单层碳化铌掺入的聚合物固态电解质的制备方法，其特征在于，步骤S3中，所述单层碳化铌与PEO聚合物溶液中的聚氧化乙烯的质量之比为1～2:10；

将步骤S1中得到的单层碳化铌加入到步骤S2中得到的PEO聚合物溶液中磁力搅拌并超声，得到混合溶液A；

所述磁力搅拌的时间为12～24h，所述超声时间为10～15h。

7.根据权利要求1所述的一种单层碳化铌掺入的聚合物固态电解质的制备方法，其特征在于，步骤S4中，将步骤S4中得到的混合溶液A滴在模具上烘干后得到单层碳化铌掺入的聚合物固态电解质，

所述模具为聚四氟乙烯材质的方格模具，

所述烘干时间为12-24小时。

8.一种单层碳化铌掺入的聚合物固态电解质，其特征在于，采用如权利要求1-7任一所述的单层碳化铌掺入的聚合物固态电解质的制备方法制备得到。

9.根据权利要求8所述的一种单层碳化铌掺入的聚合物固态电解质，其特征在于，所述单层碳化铌掺入的聚合物固态电解质整体为均匀分散且平整饱满的黑色薄膜，并且单层碳化铌结构均匀分散在其中。

10.一种锂离子电池，其特征在于，包括如权利要求8或权利要求9所述的单层碳化铌掺入的聚合物固态电解质。