一种复合固态聚合物电解质及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种掺有改性纳米填料的固态聚合物电解质及其制备方法，属于固态聚合物电解质材料技术领域。本发明专利技术所述新型掺有改性纳米填料的固态聚合物电解质是由环状碳酸酯修饰的二氧化硅纳米颗粒、锂盐、聚氧化乙烯和能溶解聚氧化乙烯的溶剂混合后干燥成膜制备而成。所述制备方法包括：制备环状碳酸酯修饰的二氧化硅纳米颗粒、制备电解质混合液和制备电解质薄膜。本发明专利技术制备工艺简单，效率高，生产成本低，所得到的的锂离子电池固态聚合物电解质具有较好的离子电导率与机械强度及优异的安全性能，具有很高的市场前景。

【技术实现步骤摘要】
一种复合固态聚合物电解质及其制备方法
：本专利技术属于固态聚合物电解质材料
，具体涉及一种掺有改性纳米填料的固态聚合物电解质及其制备方法。
技术介绍
：锂离子电池电解质材料是指具有优良的离子传导性能，同时兼顾界面性能、电化学稳定性、热稳定性、安全性、机械性能等功能特性的材料体系。目前，商业锂离子电池广泛使用的LiPF6-碳酸酯基电解液虽然具有高离子电导率和良好的浸润性能，但存在易燃烧、易挥发和抗氧化性不足等缺陷，严重制约着锂离子电池安全性和能量密度的进一步提高。相比较而言，固态电解质材料没有或仅含有少量液体成分，有望从根本上解决电池的安全性问题。有机无机复合固态电解质是将无机粒子引入传统的聚合物电解质中形成的一类电解质。聚合物基电解质可以通过弹性和塑性变形来补偿充放电过程中电极的体积变化；而将无机填料引入聚合物电解质中，可抑制聚合物基底的结晶化、重组聚合物和锂离子的相互作用，从而有效的提高电解质的离子传导性能、界面性能和机械强度。但是，无机填料与聚合物基体间的兼容性问题有待提高，填料在聚合物基体中容易发生团聚，影响电解质性能发挥。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种复合固态聚合物电解质，组成为：改性纳米二氧化硅颗粒、锂盐和具有导锂能力的聚氧化乙烯；其特征在于：所述复合固态聚合物电解质是以环状碳酸酯修饰的纳米二氧化硅颗粒为填料，环状碳酸酯修饰后的纳米颗粒有利于提高其在聚氧化乙烯中的分散性和相容性以及其与锂盐的相互作用；环状碳酸酯修饰的纳米二氧化硅颗粒在电解质中的质量分数为1-50％，锂盐在电解质中的质量分数为15-50％，具有导锂能力的聚氧化乙烯在电解质中的质量分数为30-80％。/n

【技术特征摘要】
1.一种复合固态聚合物电解质，组成为：改性纳米二氧化硅颗粒、锂盐和具有导锂能力的聚氧化乙烯；其特征在于：所述复合固态聚合物电解质是以环状碳酸酯修饰的纳米二氧化硅颗粒为填料，环状碳酸酯修饰后的纳米颗粒有利于提高其在聚氧化乙烯中的分散性和相容性以及其与锂盐的相互作用；环状碳酸酯修饰的纳米二氧化硅颗粒在电解质中的质量分数为1-50％，锂盐在电解质中的质量分数为15-50％，具有导锂能力的聚氧化乙烯在电解质中的质量分数为30-80％。


2.根据权利要求1所述的复合固态聚合物电解质，其特征在于：所述环状碳酸酯修饰的纳米二氧化硅颗粒按照包括如下步骤的方法制备：
步骤1：将纳米二氧化硅颗粒分散到溶剂中，其中纳米二氧化硅占该溶剂的质量分数为0.1％-10％，超声分散均匀；
步骤2：搅拌的条件下，按照纳米二氧化硅颗粒与环状碳酸酯修饰的硅烷偶联剂的质量比为10:1-1:10，加入如式(1)所示的环状碳酸酯修饰的硅烷偶联剂：



其中R1选自如下结构单元：-(CH2)n-(n＝1-3),或-CH2OCH2CH2CH2-；R2，R3，R4选自烷氧基或卤素取代基团；
步骤3：在30℃-120℃温度条件下反应0.5-12...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪靖伦，孙天霷，韩冲宇，唐子龙，
申请(专利权)人：湖南科技大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43