[发明专利]一种聚合物固态电解质材料及其制备方法

摘要

本发明公开了一种聚合物固态电解质材料及其制备方法，其中该聚合物固态电解质材料是由包括表面接枝巯基的二氧化硅纳米粒子和双键封端的聚乙二醇在内的反应原料经紫外光辐照进行交联得到的有机‑无机杂化交联的聚合物固态电解质材料；优选的，表面接枝巯基的二氧化硅纳米粒子与双键封端的聚乙二醇两者的质量比为1/2～1/20，此外，表面接枝巯基的二氧化硅纳米粒子中巯基组分的含量为1wt.％～50wt.％。本发明通过对关键制备过程的整体工艺流程、以及各个步骤的反应条件等进行改进，相应的形成有机‑无机杂化交联聚合物固态电解质材料，与现有技术相比能够同时提高复合电解质的离子电导率和机械性能。

主权项

1.一种聚合物固态电解质材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将二氧化硅纳米粒子置于氢氧化钠水溶液中在60℃～90℃活化处理2～24h，然后冷却，并用去离子水洗涤该二氧化硅纳米粒子，干燥后即得到表面含羟基的二氧化硅纳米粒子；(2)将所述步骤(1)得到的表面含羟基的二氧化硅纳米粒子分散于去离子水中，然后超声分散处理10～40min得到第一分散系；接着，向该第一分散系中加入溶有巯丙基三甲氧基硅烷偶联剂的有机溶液得到第二分散系；然后，将该第二分散系于60℃～90℃搅拌反应12～36h，冷却后进行真空抽滤得到固体物质；接着，将所述固体物质用乙醇洗涤，然后在50℃～80℃真空干燥12～48h，即得到表面接枝巯基的二氧化硅纳米粒子；所述第一分散系中，所述二氧化硅纳米粒子与去离子水两者的质量体积比为1g/10mL～1g/2mL；所述第二分散系中，所述二氧化硅纳米粒子与所述巯丙基三甲氧基硅烷偶联剂两者的质量比为10/1～1/10；(3)将所述步骤(2)得到的所述表面接枝巯基的二氧化硅纳米粒子与双键封端的聚乙二醇共混，并向共混物中添加光引发剂和锂盐，配制得到浆料，接着将所述浆料置于真空环境中脱除气泡即得到聚合反应所需浆料；所述表面接枝巯基的二氧化硅纳米粒子与所述双键封端的聚乙二醇两者的质量比为1/2～1/20；(4)将所述步骤(3)得到的所述聚合反应所需浆料置于模具中，然后通过紫外光辐照该聚合反应所需浆料，促使二氧化硅纳米粒子表面接枝的巯基和所述双键封端的聚乙二醇发生反应，即得到有机‑无机杂化交联的聚合物固态电解质材料。