表面化学接枝无机粒子的全固态聚合物电解质及制备方法

摘要

本发明提供了一种固体锂离子电池用全固态聚合物电解质及制备方法，聚合物是由甲基丙烯酸聚乙二醇甲醚酯单体、聚二甲基硅氧烷与无机氧化物聚合的复合体且其中掺杂有机锂盐。将包含硅或钛基团的无机酸烷基酯溶胶与单体聚氧乙烯甲基丙烯酸甲酯、聚二甲基硅氧烷和引发剂，经分离——真空干燥，得PEGMEM‑co‑PDMS‑无机氧化物纳米晶体；再加入有机锂盐溶于有机溶剂3中，将悬浊液采用流延方式成膜，去除溶剂3后，真空干燥，得全固态聚物电解质。与现有技术相比，本发明通过化学接枝法一步制备的全固态聚合物电解质，具有更优异的电导率和电池性能。

主权项

一种制备固体锂离子电池用全固态聚合物电解质的方法，其特征在于：按以下步骤，第一步：将无机酸烷基酯溶于有机溶剂1中配成A溶液，将水溶于有机溶剂2中配成B溶液，控制pH值在3～4.5，将B溶液滴入A溶液中，滴加完后，于50～70℃水解反应1～3小时，无机溶胶颗粒，再向其中加入偶联剂，在保护气氛条件下，于70～90℃反应1～3小时，得溶胶颗粒反应液；所述的有机溶剂1和有机溶剂2为可与水互溶的有机溶剂；所述的无机酸烷基酯的结构通式为：R1(OR2)₄，式中，R1为Ti或Si，R2为C原子数为1～5的烷基；第二步：第一步制得的溶胶颗粒反应液中加入单体聚氧乙烯甲基丙烯酸甲酯、聚二甲基硅氧烷和引发剂，于70～90℃反应4～6小时，得无定型的纳米复合体反应液；单体聚氧乙烯甲基丙烯酸甲酯和聚二甲基硅氧烷的总反应质量浓度为0.2～1g/mL，引发剂的质量浓度为(3～5)×10^‑4g/mL；第三步：将第二步得到的无定型的纳米复合体反应液在反应容器中于140～160℃反应10～15小时，经分离——真空干燥，得纳米晶体；第四步：按一定比例将第三步得到的纳米晶体和有机锂盐溶于有机溶剂3中，搅拌20～24小时得纳米粒子高分散的悬浊液，将悬浊液采用流延方式成膜，去除溶剂3后，真空干燥，得全固态聚合物电解质，所述有机锂盐选自三氟甲磺酸锂、二草酸硼酸锂或双氟磺酰亚胺锂中的一种或多种。