[发明专利]一种原位聚合双层聚合物电解质膜及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种原位聚合双层聚合物电解质膜，其特征在于：包括：

多孔膜骨架；

通过原位聚合法将第一聚合单体直接原位聚合在所述多孔膜骨架中或一侧的表面上形成的第一聚合物电解质层；其中，所述第一聚合单体为乙烯基亚硫酸乙烯酯、三硫代碳酸亚乙烯酯、1,3-丙烯基-磺酸内酯、乙基乙烯基砜、甲基丙烯酸甲酯、醋酸乙烯酯、丙烯腈、丙烯酰胺中的一种或任意两种以上的组合；

通过原位聚合法将第二聚合单体直接原位聚合在所述多孔膜骨架另一侧的表面上形成的第二聚合物电解质层；其中，所述第二聚合单体为至少含有一个氧原子的环烷烃醚类或者至少含有一个氧原子的环烯烃醚类；

所述第一聚合物电解质层和所述第二聚合物电解质层的厚度均为10～700μm，所述多孔膜骨架的厚度＜600μm，孔隙率＞30％。

2.如权利要求1所述的原位聚合双层聚合物电解质膜的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

(1)将第一聚合单体、溶剂、锂盐、引发剂混合均匀，制成均一液体；其中，均一液体包括以下按质量百分数计的组分：第一聚合单体1～90％、溶剂0～90％、锂盐1～50％、引发剂0～5％；

(2)将步骤(1)制得的液体，引入到多孔膜骨架中；通过引发聚合，在多孔膜骨架的一侧上原位聚合形成第一聚合物电解质层；

(3)将第二聚合单体、溶剂、锂盐、引发剂混合均匀，制成均一液体；其中，均一液体包括以下按质量百分数计的组分：第二聚合单体1～90％、溶剂0～90％、锂盐1～50％、引发剂0～5％；

(4)将步骤(3)制得的液体，涂覆在多孔膜骨架的另一侧上，静置后原位聚合形成第二聚合物电解质层。

3.根据权利要求2所述的原位聚合双层聚合物电解质膜的制备方法，其特征在于：所述第一聚合单体为乙烯基亚硫酸乙烯酯、三硫代碳酸亚乙烯酯、1,3-丙烯基-磺酸内酯、乙基乙烯基砜、甲基丙烯酸甲酯、醋酸乙烯酯、丙烯腈、丙烯酰胺中的一种或任意两种以上的组合。

4.根据权利要求2所述的原位聚合双层聚合物电解质膜的制备方法，其特征在于：所述第二聚合单体为至少含有一个氧原子的环烷烃醚类或者至少含有一个氧原子的环烯烃醚类；所述第二聚合单体为环氧乙烷、1,3-环氧丙烷、四氢呋喃、四氢吡喃、1,3-二氧戊环、1,4-二氧己环中的一种或任意两种以上的组合。

5.根据权利要求2所述的原位聚合双层聚合物电解质膜的制备方法，其特征在于：所述溶剂为碳酸乙烯酯、碳酸亚乙烯酯、碳酸丁烯酯、碳酸甲丙酯、碳酸二苯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯和碳酸丙烯酯中的一种或任意两种以上的组合；所述锂盐为双氟磺酰亚胺锂、双三氟甲基磺酰亚胺锂、六氟磷酸锂、四氟硼酸锂、高氯酸锂、氯化锂、碘化锂、三(五氟乙基)三氟磷酸锂、二草酸硼酸锂、二氟草酸硼酸锂、二氟二草酸磷酸锂、四氟草酸磷酸锂、碳酸锂、氟化锂中的一种或任意两种以上的组合。

6.根据权利要求2所述的原位聚合双层聚合物电解质膜的制备方法，其特征在于：所述引发剂为偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈、偶氮二异丁酸二甲酯、过氧化苯甲酰、氧化二苯甲酰、过氧化苯甲酰叔丁酯、过氧化甲乙酮中的一种或任意两种以上的组合。

7.根据权利要求2所述的原位聚合双层聚合物电解质膜的制备方法，其特征在于：所述多孔膜骨架为聚对苯二甲酸乙二酯、聚对苯二甲酸丁二酯、聚乙烯、聚丙烯、聚1-丁烯、聚异丁烯、聚丁二烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚偏氟乙烯、聚丙烯腈、聚偏氟乙烯-六氟丙烯、纤维素、聚乙烯醇、聚甲基丙烯酸甲酯、聚氨酯、聚碳酸酯、聚硫酸酯、玻璃纤维的一种或任意两种以上的复合。

8.一种如权利要求1或2所述的原位聚合双层聚合物电解质膜在全固态电池中的应用，其特征在于：所述全固态电池包括正极、负极以及设置在正极和负极之间的原位聚合双层聚合物电解质膜。