【技术实现步骤摘要】
天然高分子基复合固态电解质及其制备方法与应用
[0001]本专利技术涉及一种天然高分子基复合固态电解质及其制备方法与应用，适用于二次电池、超级电容器、电子传感器等领域。
技术介绍
[0002]能源作为工业发展的动力，在社会发展中占据着十分重要的作用。随着碳排放、碳达标等一系列政策出台，发展清洁能源势在必行。相比较于传统能源，清洁能源具有环境友好的巨大优势，有利于可持续发展。在众多的新能源器件中，锂电池因循环寿命长、无记忆效应和高能量密度等诸多优势，已经实现了工业化并在各行各业中得到广泛应用，但是锂资源在地球存量有限，为了降低成本，钠电池、钾电池、镁电池、钙电池、锌电池、铝电池等新能源器件同时也受到了人们的关注。同时，超级电容器作为不亚于锂电池的新能源同样在储能材料和清洁能源中占有重要地位。上述众多新能源器件中以锂电池发展最为成熟，其他二次电池和超级电容器也发展迅速，以锂电池为例，目前商业化的锂电池安全性能不高，电池内部容易因为锂枝晶的生长而造成短路，使用的液态电解质容易发生泄露，极易引发火灾，这极大地限制了锂电池进一步应用。...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种天然高分子基复合固态电解质，其特征在于：所述的天然高分子基复合固态电解质由天然高分子或改性天然高分子、无机或有机填料及金属盐组成，采用原位复合或共混复合方式，所述填料的量占天然高分子或改性天然高分子总质量分数的0.1％
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50％。2.根据权利要求1所述的天然高分子基复合固态电解质，其特征在于：所述的天然高分子或改性的天然高分子；所述的天然高分子包括：海藻酸、淀粉、蛋白质、纤维素、菊粉、肝糖、褐藻胶、壳聚糖、明胶、木质素、甲壳素等天然高分子及其衍生物；此外，改性的天然高分子，可以是天然高分子通过与具有丰富的官能基团(羟基或氨基)和极性基团(含氧原子、氮原子或者硫原子)的聚合物复合形成；所述改性的天然高分子包括聚丙烯酰胺类线性及高度支化聚合物、聚醚类线性及高度支化聚合物、聚酯类线性及高度支化聚合物、聚丙烯酸类线性及高度支化聚合物、聚乙烯醇类线性及高度支化聚合物、含氟线性及高度支化聚合物、聚丙烯腈类线性及高度支化聚合物等聚合物。3.根据权利要求1所述的天然高分子基复合固态电解质，其特征在于：所述无机填料及其衍生物包括零维、一维、二维和三维纳米填料，包括MOF(metal
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organic frameworks)材料、COF(covalent
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organic frameworks)材料、HOF(Hydrogen
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bonded organic frameworks)材料、纳米二氧化硅及其衍生物、纳米三氧化二铝及其衍生物、二氧化锆及其衍生物、氧化铈及其衍生物、氧化钴及其衍生物、蒙脱土、埃洛石纳米管、分子筛、C3N4、量子点、钛酸锂、锂镧钛氧等钙钛矿型无机电解质、锂锗磷硫等硫化物无机电解质、锂镧锆氧；所述有机填料包括卟啉及其衍生物、液晶分子或离子液体。4.根据权利要求1所述的天然高分子基复合固态电解质，其特征在于：所述金属盐包括含锂离子、钠离子、钾离子、镁离子、钙离子、锌离子、铝离子的有机和无机盐，或金属盐加入溶剂后配成的盐溶液，所述金属盐溶剂可以是有机溶剂及如碳酸丙烯酯、碳酸乙烯酯、碳酸二乙酯、碳酸二甲酯、碳酸甲基乙基酯、丁二腈、四乙二醇二甲醚、二乙二醇二甲醚、三乙二醇二甲醚等中的一种或几种，或金属盐溶剂为N
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甲基乙酰胺、尿素以及离子液体如咪唑类离子液体、哌啶类离子液体、季铵盐类离子液体、季磷盐类离子液体、吡咯烷类离子液体。5.根据权利要求1所述的天然高分子基复合固态电解质的制备方法，其特征在于：所述的天然高分子或改性天然高分子可以通过静电纺丝得到，所述无机或有机填料可以通过原位复合或共混方式与天然高分子或改性天然高分子进行复合，通过添加金属盐或添加金属盐之后吸附有机电解液、离子液体、深共晶溶液制备得到所述的天然高分子基复合固态电解质。6.根据权利要求5所述的天然高分子基复合固态电解质的制备方法，其特征在于：具体制备方法包括以下步骤：制备方法一：步骤一：将天然高分子或天然高分子及其对天然高分子改性的聚合物(它们的质量比为0.1
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10倍)溶解于溶剂中，搅拌6
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10小时后进行静电纺丝；步骤二：将...
【专利技术属性】
技术研发人员：张辽云，关家柱，刘薇，曾庆辉，李振逢，刘玉，陈安琪，王鸿浩，
申请(专利权)人：中国科学院大学，
类型：发明
国别省市：
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