一种全固态复合型聚合物电解质及其制备方法与流程

技术特征：

1.一种全固态复合型聚合物电解质，其特征在于：所述的聚合物电解质由超支化或星形聚合物基体、锂盐以及有机或无机小分子或其他线性或支化聚合物组成。

2.根据权利要求1所述的一种全固态复合型聚合物电解质，其特征在于：所述锂盐为高氯酸锂、六氟磷酸锂、六氟砷酸锂、四氟硼酸锂、二草酸硼酸锂、二氟草酸硼酸锂、三氟甲基磺酸锂和双三氟甲基磺酰亚胺锂中的一种，其中所述锂盐用量为聚合物基体质量的5~95%。

3.根据权利要求1所述的全固态复合型聚合物电解质，其特征在于：所述的有机或无机小分子为离子液体、碳酸酯类、无机纳米颗粒、纳米纤维中的一种或几种，所述有机或无机小分子物质的加入量为聚合物基体质量的0.1~80%；

离子液体包括阳离子为咪唑环，吡啶环，三丁胺和吡咯环等结构，阴离子为氯离子，四氟硼酸阴离子，六氟磷酸阴离子，双三氟甲基磺酰亚胺阴离子，高氯酸阴离子、草酸阴离子；

碳酸酯类包括碳酸乙烯酯，碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯；

无机纳米颗粒包括纳米二氧化硅，纳米二氧化钛、纳米氧化铝、纳米氧化锆、氮化锂、偏铝酸锂、钛酸钡、碳纳米颗粒、富勒烯；

纳米纤维包括单臂碳纳米管、多壁碳纳米管、纳米纤维素、碳纳米纤维等。

4.根据权利要求1所述的全固态复合型聚合物电解质，其特征在于：所述的超支化聚合物基体具有式（1）的结构，包括超支化聚苯乙烯及其共聚物，超支化聚（甲基）丙烯酸酯类及其共聚物，超支化聚酰胺及其共聚物，超支化聚酯及其共聚物，超支化聚碳酸酯及其共聚物、超支化聚磷腈及其共聚物、超支化聚磷酸酯及其共聚物、超支化聚丙烯亚胺、超支化聚硅氧烷及其共聚物、超支化聚氨酯及其共聚物、超支化聚醚酯及其共聚物；

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5.根据权利要求1所述的全固态复合型聚合物电解质，其特征在于：所述多臂星形聚合物具有式（2）的结构，

该星形聚合物的核和臂之间通过化学键连接，其中所述核是苯环、环硅氧烷、环三聚膦腈、超支化聚苯乙烯及其共聚物、超支化聚（甲基）丙烯酸酯及其共聚物、超支化聚醚及其共聚物、超支化聚碳酸酯、超支化聚酰亚胺及其共聚物、超支化聚磷腈及其共聚物、超支化聚磷酸酯及其共聚物、超支化聚丙烯亚胺、超支化聚硅氧烷及其共聚物、超支化聚氨酯及其共聚物；

所述臂为含有溶盐能力较强基团或柔性链段的均聚物，包括聚氧化乙烯（PEO）、聚环氧丙烷、聚甲氧基聚乙二醇（甲基）丙烯酸酯、聚甲醛、聚二氧戊环、聚硅氧烷、聚膦腈、1, 3-二氧庚环、聚酯、聚碳酸酯、聚磷酯、聚丙烯亚胺、聚氨酯、聚酰亚胺、聚酰胺、聚（4-乙烯基吡啶）、聚乙烯基咪唑，或含有上述溶盐能力较强基团的链段或柔性链段与刚性链段组成的无规或嵌段共聚物，刚性链段包括聚苯乙烯、聚（甲基）丙烯酸酯类、聚丙烯腈。

6.根据权利要求5所述的全固态复合型聚合物电解质，其特征在于：所述臂优选为嵌段共聚物。

7.根据权利要求5所述的全固态复合型聚合物电解质，其特征在于：聚合物中溶盐能力较强基团或柔性链段部分的质量含量为3~100%。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的全固态复合型聚合物电解质制备的方法，其特征在于：包括采用溶液浇注法制备，包括以下两种制备步骤，

第一种：

1）将锂盐于80 ℃真空烘箱中干燥24小时；

2）称取一定量的锂盐、将超支化或星形聚合物、锂盐以及有机或无机小分子物质或其他线性或支化聚合物溶于溶剂中，强烈搅拌至形成均匀溶液；

3）将上述溶液倒入聚四氟乙烯模具中，室温挥发除去大部分溶剂后，60 ℃真空干燥24小时，得到复合型固体聚合物电解质；

第二种：

1）将锂盐于80 ℃真空烘箱中干燥24小时；

2）称取一定量的锂盐，并将锂盐、超支化或星形聚合物溶于溶剂中，强烈搅拌至形成均匀溶液；

3）将上述溶液倒入聚四氟乙烯模具中，室温挥发除去大部分溶剂后，60 ℃真空干燥24小时，得到复合型固体聚合物电解质；

4）将上述固体聚合物电解质浸入有机或无机小分子物质或其他线性或支化聚合物的溶液中，浸泡一段时间，取出后置于60℃真空干燥6h。

9.根据权利要求8所述的全固态复合型聚合物电解质制备的方法，其特征在于：所述溶剂为二甲基亚砜、四氢呋喃、丙酮、乙腈、N,N-二甲基甲酰胺、甲醇中的一种，所述溶剂用量为聚合物基体质量的2~15倍。