一种固态电解质用无机纳米粒子填料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种固态电解质用无机纳米粒子填料及其制备方法，其中该固态电解质用无机纳米粒子填料主要由磺酸基团修饰的无机纳米粒子与氨基封端的聚醚经由磺酸‑氨基离子键链接而成；磺酸基团修饰的无机纳米粒子与氨基封端的聚醚两者的质量比为10/1～1/10。本发明专利技术通过对填料关键核心组分、外壳组分及它们之间的配比等进行调整，并对制备方法的整体工艺流程设计、以及各个反应步骤的参数条件进行改进，获得的固态电解质用无机纳米粒子填料，一方面填料表面接枝有同性电荷，电荷间的互斥作用保证了纳米粒子在体系中的均匀分散，另一方面，均匀分布的填料能够有效抑制聚合物结晶的生长，使电解质的离子电导率表现得到改善。

【技术实现步骤摘要】
一种固态电解质用无机纳米粒子填料及其制备方法
本专利技术属于锂离子电池电解质领域，更具体地，涉及一种固态电解质用无机纳米粒子填料及其制备方法。
技术介绍
近年来，尤其是秋冬季节几乎蔓延我国中东部地区以及新疆乌鲁木齐地区的严重雾霾再次唤起了人们对当今残酷的环境现状的关注，而以传统化石能源为动力的汽车所排放的尾气是导致这一环境问题的罪魁祸者之一，这就使开发以清洁、高效的二次电池为动力来源的电动汽车变得尤为迫切。由于二次电池将直接影响电动汽车的性能，所以，得益于较高的能量密度和较长的循环寿命，锂离子电池已经引起了人们的广泛关注。然而，由于目前锂离子电池大都采用可燃的有机液体作为电解质，使其在长期使用过程中存在巨大的安全隐患。虽然，通过加固、加厚锂离子电池的封装材料可降低事故发生时所带来的破坏，但是这无疑会增加电池本身的自重，阻碍其在实际中的应用。为提高锂离子电池的安全效能，使用更加可靠的全固态电解质替代液体电解质已成为解决这一问题的重要选择。聚氧化乙烯是应用最为成熟的固态电解质聚合物基体材料，锂离子通过与聚氧化乙烯中乙氧链段的络合达到在体系中传导的目的。但是，线型的聚氧化乙烯在室温下容易结本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种固态电解质用无机纳米粒子填料，其特征在于，该固态电解质用无机纳米粒子填料主要由磺酸基团修饰的无机纳米粒子与氨基封端的聚醚经由磺酸‑氨基离子键链接而成；所述磺酸基团修饰的无机纳米粒子与所述氨基封端的聚醚两者的质量比为10/1～1/10。

【技术特征摘要】
1.一种固态电解质用无机纳米粒子填料，其特征在于，该固态电解质用无机纳米粒子填料主要由磺酸基团修饰的无机纳米粒子与氨基封端的聚醚经由磺酸-氨基离子键链接而成；所述磺酸基团修饰的无机纳米粒子与所述氨基封端的聚醚两者的质量比为10/1～1/10。2.如权利要求1所述固态电解质用无机纳米粒子填料，其特征在于，所述无机纳米粒子是二氧化硅纳米粒子、二氧化钛纳米粒子、以及三氧化二铝纳米粒子中的至少一种；所述无机纳米粒子的粒径为10～200nm。3.如权利要求1所述固态电解质用无机纳米粒子填料，其特征在于，所述氨基封端的聚醚选自重均相对分子质量为600、1000、2000中的至少一种。4.一种固态电解质用无机纳米粒子填料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将无机纳米粒子置于碱性水溶液中活化处理，然后洗涤、干燥，得到表面具有羟基的无机纳米粒子；所述无机纳米粒子与所述碱性水溶液的比例为1g/100mL～1g/2mL；所述碱性水溶液的pH值为9～12；(2)将所述步骤(1)得到的所述表面具有羟基的无机纳米粒子分散到去离子水中，然后向其中加入溶有巯丙基三甲氧基硅烷的有机溶液，接着依次进行加热反应、冷却、洗涤、以及干燥，得到表面接枝巯基的无机纳米粒子；所述表面具有羟基的无机纳米粒子与所述去离子水的比例为1g/10mL～1g/2mL；所述表面具有羟基的无机纳米粒子与所述溶有巯丙基三甲氧基硅烷的有机溶液中巯丙基三甲氧基硅烷两者的质量比为10/1～1/10；(3)将所述步骤(2)得到的所述表面接枝巯基的无机纳米粒子分散于30wt.％的过氧化氢去离子水溶液中，接着依次进行搅拌反应、洗涤、以及干燥，得到表面接枝磺酸基团的无机纳米粒子；所述表面接枝巯基的无机纳米粒子与所述30wt.％的过氧化氢去离子水溶液的比例为1g/50mL～1g/2mL；(4)将步骤(3)所得的表面接枝磺酸基团的无机纳米粒子分散于去离子水中，向其中加入氨基封端聚醚的去离子水溶液，进行加热反应，而后冷却、洗涤、干燥，得到磺酸-氨基离子键修饰无机纳米粒子，该磺酸-氨基离子键修饰无机纳米粒子即固态电解质用无机纳米粒子填料；所述表面接枝磺酸基团的无机纳米粒子与去离子水的比例为1g/10mL～1g/2m...

【专利技术属性】
技术研发人员：薛志刚，胡骥，解孝林，周兴平，郭梦可，黄路，周波，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42