一种有机无机复合聚合物电解质及其制备方法和应用

摘要

本发明属电化学技术领域，具体为一种有机无机复合聚合物电解质及其制备方法和应用。其制备方法包括通过乳液聚合法，对纳米二氧化钛粒子用聚丙烯酸甲脂进行包覆改性处理；再通过溶液聚合法，对经过改性的纳米二氧化钛粒子表面进行丙烯腈和丙烯腈甲脂的共聚，得到有机无机复合聚合物。该复合聚合物可以作为锂离子二次电池的聚合物电解质材料，具有很好的离子电导率和机械性能。本发明操作性强，成本较其它方法低，重现性好，所得的产品质量稳定。

主权项

1.一种制备有机无机复合聚合物的方法，具体步骤如下：(1)通过乳液聚合法，对纳米二氧化钛粒子用丙烯酸甲酯进行包覆改性：先将原料纳米二氧化钛、乳化剂、去离子水混合，室温下超声形成乳液；将上述乳液加热至反应温度后，分别加入亚硫酸氢钠、引发剂过硫酸铵，搅拌；再滴加单体丙烯酸甲酯，搅拌，所得产物用饱和食盐水破乳，离心分离出固体，洗涤，然后置于烘箱中烘至恒重，得到丙烯酸甲酯改性的纳米二氧化钛；其中，纳米二氧化钛与去离子水的质量比为1∶20-1∶200，乳化剂与纳米二氧化钛的质量比为0.5∶100-1.5∶100，亚硫酸氢钠与纳米二氧化钛的摩尔比为0.025∶1-0.045∶1，过硫酸铵用量为单体丙烯酸甲酯质量的0.5％-1.5％，单体丙烯酸甲酯与纳米二氧化钛的质量比为1∶1-2∶1，反应温度为60-90℃，反应时间为0.5-4小时；(2)通过溶液聚合法，原位聚合制备丙烯腈和丙烯酸甲酯的共聚物：取由步骤(1)制备的改性纳米二氧化钛，加入溶剂，超声分散后再加入有机单体丙烯腈和丙烯酸甲脂以及引发剂，一定温度下聚合；再加入聚乙二醇二丙烯酸酯和引发剂，在同样温度下聚合反应，得到在改性纳米二氧化钛表面原位聚合的丙烯腈和丙烯酸甲酯的共聚物；其中，所用的溶剂是1-甲基-2-吡咯烷酮或二甲基甲酰胺，丙烯腈和丙烯酸甲酯的质量比为1∶3-3∶1，聚合反应温度为50-80℃，反应时间为2-48小时，加入的聚乙二醇二丙烯酸酯作为交联剂，加入量为单体质量的10％-25％，引发剂的加入量为聚乙二醇二丙烯酸酯质量的0.5％-2％，后续的聚合反应时间为4-12小时；步骤(2)在氮气保护的氛围下进行。