專利名稱：一種無(wú)機(jī)納米粒子改性的聚合物電解質(zhì)及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鋰離子電池聚合物電解質(zhì)領(lǐng)域，具體涉及一種無(wú)機(jī)納米粒子改性的聚合物電解質(zhì)及其制備方法。
背景技術(shù)：
隨著全球化石能源的不斷消耗，環(huán)境問(wèn)題的日益凸顯，尋找一種環(huán)境友好，高效、安全的儲(chǔ)能器件已非常緊迫。鋰離子電池作為一種新型儲(chǔ)能電池因容量高、能量密度大等優(yōu)點(diǎn)被視為下一代動(dòng)力電池的有力競(jìng)爭(zhēng)者，也被認(rèn)為是最接近商業(yè)化的電池。從結(jié)構(gòu)上而言，鋰離子電池由正負(fù)極電極材料和中間電解質(zhì)層構(gòu)成。目前商業(yè)化的鋰離子電池中電解質(zhì)層主要包括中間隔膜和電解液。電解液雖然電導(dǎo)率高，但常采用乙烯碳酸酯(EC)、丙烯碳酸酯(PC)、碳酸二甲酯(DMC)等低燃點(diǎn)、低閃點(diǎn)、高揮發(fā)性易燃溶劑，從而使電池在過(guò)充、過(guò)熱、擠壓等極端條件下會(huì)出現(xiàn)電解液泄漏、起火、爆炸等安全問(wèn)題，阻礙了此類(lèi)液體電解質(zhì)鋰離子電池的大規(guī)模應(yīng)用。研究者通常采用向電解液中添加阻燃劑的方式，改善鋰離子電池的安全性能。但是液體體系的電解液泄漏問(wèn)題并未解決。1973年Wright等研究者提出聚氧化乙烯(PEO)等聚合物可作為電解質(zhì)主體實(shí)現(xiàn)離子傳導(dǎo)[Polymer, 14(1973)589 ；Solid State Ion.，69 (1994) 309]，使固態(tài)聚合物體系作為更加安全的電解質(zhì)應(yīng)用于鋰離子電池成為可能。聚合物作為電解質(zhì)主體實(shí)現(xiàn)鋰離子傳導(dǎo)的機(jī)制為聚合物鏈中具有孤對(duì)電子的雜原子(如-0-，-S-，-N-等)與鋰離子配對(duì)而實(shí)現(xiàn)對(duì)鋰鹽的溶劑化，被溶劑化的鋰離子通過(guò)雜原子及其鏈段熱運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)遷移。由于PEO在60°C以下易結(jié)晶導(dǎo)致室溫下電導(dǎo)率較低，不能滿足鋰離子電池日常使用要求。因此，提高含雜原子鏈段的活動(dòng)性從理論上來(lái)講可以有效提高鋰離子電導(dǎo)率。通常方法是向聚合物體系中添加小分子增塑劑來(lái)提高低溫電導(dǎo)率，但此種方式會(huì)嚴(yán)重影響聚合物電解質(zhì)的力學(xué)性能。研究證實(shí)，納米顆粒料也可以起到抑制PEO結(jié)晶的作用，同時(shí)在還能在一定程度上提高力學(xué)性能。F. Croce等研究者[Nature，394 (1998) 456]分別向PEO-LiClO4體系加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的Al2O3和TiO2納 米顆粒來(lái)提高體系電導(dǎo)率。結(jié)果表明，添加了納米顆粒的電解質(zhì)電導(dǎo)率明顯提高，在30°C和50°C電導(dǎo)率分別為10_5S/cm和10_4S/cm。Cheung等采用核磁共振(NMR)技術(shù)對(duì)添加納米氧化物顆粒(Al203、Ti02、Si02等)的PEO系電解質(zhì)的離子擴(kuò)撒特性進(jìn)行了研究。結(jié)果表明，納米顆粒摻雜能有效改善鋰離子擴(kuò)散，提高電導(dǎo)率，但是并沒(méi)有明顯改善PEO鏈段的運(yùn)動(dòng)能力。基于PEO基電解質(zhì)的離子傳導(dǎo)機(jī)制，如果將含有乙氧基的離子化合物接枝到無(wú)機(jī)納米粒子表面，再將修飾的納米粒子摻雜到聚合物電解質(zhì)中，利用離子化合物側(cè)鏈的高活動(dòng)性以及乙氧基鏈對(duì)鋰離子擴(kuò)散的協(xié)助作用，可有效地提高聚合物電解質(zhì)的電導(dǎo)率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有聚合物電解質(zhì)鋰離子電導(dǎo)率低的特點(diǎn)，提供一種無(wú)機(jī)納米粒子改性的聚合物電解質(zhì)，并提供這種新型電解質(zhì)的制備方法。
實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的技術(shù)方案是本發(fā)明提供的無(wú)機(jī)納米粒子改性的聚合物電解質(zhì)，是由含乙氧基的離子化合物接枝的無(wú)機(jī)納米粒子與聚合物電解質(zhì)通過(guò)共混的方式制得的產(chǎn)物，其中無(wú)機(jī)納米粒子在無(wú)機(jī)納米粒子改性的聚合物電解質(zhì)中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0. 1_40%。本發(fā)明提供的無(wú)機(jī)納米粒子改性的聚合物電解質(zhì)的制備方法，包括以下步驟步驟①將無(wú)機(jī)納米粒子分散到pH = 7. 5-10的氨水溶液中，得到無(wú)機(jī)納米粒子/氨水分散液；步驟②將含硅烷偶聯(lián)劑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5-50%的甲醇溶液加入到步驟①所得的無(wú)機(jī)納米粒子/氨水分散液中，攪拌使硅烷偶聯(lián)劑與無(wú)機(jī)納米粒子充分作用，靜置分層，經(jīng)微孔濾膜抽濾，用乙醇及去離子水洗滌，干燥后得到無(wú)機(jī)納米粒子離子鹽，其中硅烷偶聯(lián)劑的結(jié)構(gòu)式為(CH3O)3Si(CH2)mN(CH3) (C10H21)2CKm = 1-20)；步驟③將步驟②所得無(wú)機(jī)納米粒子離子鹽加入到含乙氧基的磺酸鹽中，于40-90°C下攪拌，反應(yīng)6-24小時(shí)后，將反應(yīng)產(chǎn)物用去離子水沖洗、離心沉淀，直至上層清液變?yōu)闊o(wú)色后，將沉淀產(chǎn)物充分干燥，得到含乙氧基的離子化合物接枝的無(wú)機(jī)納米粒子，其中含乙氧基的磺酸鹽的結(jié)構(gòu)式為 R-(OCH2CH2)m-O(CH2)3SO3K, (R = C「C15，m = 1-60)；步驟④將步驟③所得到含乙氧基的離子化合物接枝的無(wú)機(jī)納米粒子與聚合物電解質(zhì)按質(zhì)量比1: 99-1 4分散于二甲基甲酰胺中于60-120°C攪拌，得到均勻分散液；步驟⑤將步驟④所得的分散液澆筑成膜，置于60_150°C真空干燥箱中干燥除去溶劑，得到無(wú)機(jī)納米粒子改性的聚合物電解質(zhì)。

上述步驟①中所述的無(wú)機(jī)納米粒子為納米Al2O3、納米SiO2、納米TiO2、納米NiO、納米 ZrO2 或 MnO2 ；上述步驟④中的聚合物電解質(zhì)為單離子型聚合物電解質(zhì)，或者是聚合物與鋰鹽共混制備的聚合物電解質(zhì)，所述的單離子型聚合物電解質(zhì)為側(cè)鏈帶有-SO3Li或-COOLi基團(tuán)的單離子型聚合物電解質(zhì)，所述的聚合物電解質(zhì)為聚合物(如聚氧化乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯或聚丙烯腈等)與鋰鹽(如LiCL04、LiPF6, LiAsF6, LiBF4, LiCF3SO3 或 LiN(CF3SO2)2等)共混制備的聚合物電解質(zhì)，即聚合物與鋰鹽共混制備的聚合物電解質(zhì)可以是聚氧化乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯腈中的任意一種與LiCL04、LiPF6、LiAsF6、LiBF4、LiCF3S03、LiN (CF3SO2) 2中的任意一種共混而得到的電解質(zhì)。本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有鋰離子電池聚合物電解質(zhì)主體聚合物結(jié)晶度高、鋰離子電導(dǎo)率低的特點(diǎn)，提供了一種含乙氧基的離子型化合物接枝的無(wú)機(jī)納米粒子改性的聚合物電解質(zhì)及其制備方法。首先對(duì)納米顆粒進(jìn)行活化處理，隨后與一端為季銨鹽的硅烷偶聯(lián)劑反應(yīng)，再與含有乙氧基鏈的磺酸鹽進(jìn)行離子交換，即得到離子型化合物修飾的納米顆粒。最后將得到的納米顆粒加入到聚合物電解質(zhì)中，離子型化合物修飾的納米顆粒一方面可以抑制聚合物的結(jié)晶，同時(shí)接枝的含乙氧基的化合物又可以作為離子傳導(dǎo)新通道，提高離子電導(dǎo)率。所制備的聚合物電解質(zhì)可應(yīng)用于高性能固態(tài)鋰離子聚合物電池的制備。本發(fā)明首次將含乙氧基的離子化合物接枝的無(wú)機(jī)納米粒子應(yīng)用到聚合物電解質(zhì)中，納米粒子在抑制主體聚合物結(jié)晶的同時(shí)，接枝的含乙氧基的離子化合物還可以為鋰離子在電解質(zhì)中的傳遞提供新的通道，此種結(jié)構(gòu)為鋰離子電池的制備提供了高離子電導(dǎo)率的聚合物電解質(zhì)材料。


圖1為實(shí)施例1制備的聚合物電解質(zhì)與未摻雜改性納米顆粒的電解質(zhì)室溫Nyquist 圖。圖2為實(shí)施例1制備的聚合物電解質(zhì)與未摻雜改性納米顆粒的電解質(zhì)不同溫度下電導(dǎo)率對(duì)比。
具體實(shí)施例方式下面通過(guò)具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步闡述。實(shí)施例1將2g納米SiO2分散于20ml PH = 8. 5的氨水中得到納米SiO2/氨水分散液。將IOmL含硅烷偶聯(lián)劑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%的甲醇溶液分批加入上述溶液中，50°C攪拌，靜置12小時(shí)，經(jīng)微孔濾膜抽濾，用乙醇及去離子水洗滌，干燥后得到納米SiO2離子鹽，其中硅烷偶聯(lián)劑的結(jié)構(gòu)式為(CH3O)3Si(CH2)5N(CH3) (C1QH21)2C1。

將得到的納米SiO2離子鹽加入到含乙氧基的磺酸鹽中，分子式為C9H9-C6H4-(OCH2CH2) 3(|-0 (CH2)3SO3K，于60°C下攪拌12小時(shí)。反應(yīng)結(jié)束后，將反應(yīng)產(chǎn)物用去離子水沖洗，離心沉淀，直至上層清液變?yōu)闊o(wú)色，將沉淀于100°C下干燥得到含乙氧基的離子化合物接枝的納米 Si02。將含乙氧基的離子化合物接枝的納米SiO2與聚合物電解質(zhì)按質(zhì)量比1/19溶解于二甲基甲酰胺中于90°C攪拌24小時(shí)，得到均勻溶液。其中電解質(zhì)為PEO和LiClO4按0/Li= 8/1(摩爾比)配比。將混合溶液澆筑成膜，置于90°C真空干燥箱中干燥除去溶劑，得到含乙氧基離子化合物接枝的SiO2改性的聚合物電解質(zhì)。實(shí)施例2將Ig納米TiO2分散于15ml PH = 8的氨水中得到納米TiO2/氨水分散液。將
7.5mL含硅烷偶聯(lián)劑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%的甲醇溶液分批加入上述溶液中，50°C攪拌，靜置12小時(shí)，經(jīng)微孔濾膜抽濾，用乙醇及去離子水洗滌，干燥后得到納米TiO2離子鹽，其中硅烷偶聯(lián)劑的結(jié)構(gòu)式為(CH3O)3Si(CH2)10N(CH3) (C10H21)2Clo將得到的納米SiO2離子鹽加入到含乙氧基的磺酸鹽中，分子式為C9H9-C6H4- (OCH2CH2) S0-O(CH2)3SO3K,于60°C下攪拌24小時(shí)。反應(yīng)結(jié)束后，將反應(yīng)產(chǎn)物用去離子水沖洗，離心沉淀，直至上層清液變?yōu)闊o(wú)色，將沉淀于100°C下干燥得到含乙氧基的離子化合物接枝的納米 Ti02。將含乙氧基的離子化合物接枝的納米TiO2與聚合物電解質(zhì)按質(zhì)量比1/9溶解于二甲基甲酰胺中于90°C攪拌24小時(shí)，得到均勻溶液。其中電解質(zhì)為鋰化的單離子聚合物電解質(zhì)L1-SPEEK (SPEEK為磺化聚醚醚酮)。將混合溶液澆筑成膜，置于120°C真空干燥箱中干燥除去溶劑，得到含乙氧基離子化合物接枝的TiO2改性的單離子型聚合物電解質(zhì)。實(shí)施例3將2g納米Al2O3分散于25ml PH = 9的氨水中得到納米Al2O3/氨水分散液。將5mL含硅烷偶聯(lián)劑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50%的甲醇溶液分批加入上述溶液中，50°C攪拌，靜置12小時(shí)，經(jīng)微孔濾膜抽濾，用乙醇及去離子水洗滌，干燥后得到納米Al2O3離子鹽，其中硅烷偶聯(lián)劑的結(jié)構(gòu)式為(CH3O)3Si(CH2)3tlN(CH3) (C10H21)2Clo
將得到的納米Al2O3離子鹽加入到含乙氧基的磺酸鹽中，分子式為C9H9-C6H4-(C)CH2CH2)4(|-0(CH2)3SO3K，于60°C下攪拌24小時(shí)。反應(yīng)結(jié)束后，將反應(yīng)產(chǎn)物用去離子水沖洗，離心沉淀，直至上層清液變?yōu)闊o(wú)色，將沉淀于100°C下干燥得到含乙氧基的離子化合物接枝的納米 Al2O3O將含乙氧基的離子化合物接枝的納米Al2O3與聚合物電解質(zhì)按質(zhì)量比3/17溶解于二甲基甲酰胺中于120°C攪拌24小時(shí)，得到均勻溶液。其中電解質(zhì)為聚甲基丙烯酸甲酯和LiCF3SO3按0/Li = 8/1(摩爾比)配比。將混合溶液澆筑成膜，置于120°C真空干燥箱中干燥除去溶劑，得到含乙氧基離子化合物接枝的Al2O3改性的聚合物電解質(zhì)。實(shí)施例4將2g納米ZrO2分散于25ml PH = 9的氨水中得到納米ZrO2/氨水分散液。將
7.5mL含硅烷偶聯(lián)劑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40%的甲醇溶液分批加入上述溶液中，50°C攪拌，靜置
12小時(shí)，經(jīng)微孔濾膜抽濾，用乙醇及去離子水洗滌，干燥后得到納米ZrO2離子鹽，其中硅烷偶聯(lián)劑的結(jié)構(gòu)式為(CH3O)3Si(CH2)50N(CH3) (C10H21)2Clo將得到的納米ZrO2離子鹽加入到含乙氧基的磺酸鹽中，分子式為C9H9-C6H4-(C)CH2CH2) 40-0 (CH2)3SO3K,于60°C下攪拌24小時(shí)。反應(yīng)結(jié)束后，將反應(yīng)產(chǎn)物用去離子水沖洗，離心沉淀，直至上層清液變?yōu)闊o(wú)色，將沉淀于100°C下干燥得到含乙氧基的離子化合物接枝的納米 ZrO2。將含乙氧基的離子化合物接枝的納米ZrO2與聚合物電解質(zhì)按質(zhì)量比1/4溶解于二甲基甲酰胺中于120°C攪拌24小時(shí)，得到均勻溶液。其中電解質(zhì)為聚丙烯腈和LiN(CF3SO2)2按N/Li = 20/1(摩爾比)配比。將混合溶液澆筑成膜，置于120°C真空干燥箱中干燥除去溶劑，得到含乙氧基離子化合物接枝的ZrO2改性的聚合物電解質(zhì)。實(shí)施例5將2g納米NiO分散于20ml PH = 8. 5的氨水中得到納米納米NiO/氨水分散液。將IOmL含硅烷偶聯(lián)劑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%的甲醇溶液分批加入上述溶液中，50°C攪拌，靜置12小時(shí)，經(jīng)微孔濾膜抽濾，用乙醇及去離子水洗滌，干燥后得到納米NiO 離子鹽，其中硅烷偶聯(lián)劑的結(jié)構(gòu)式為(CH3O)3Si(CH2)5N(CH3) (C1QH21)2C1。將得到的納米NiO離子鹽加入到含乙氧基的磺酸鹽中，分子式為C9H9-C6H4-(C)CH2CH2) 3(|-0 (CH2)3SO3K，于60°C下攪拌12小時(shí)。反應(yīng)結(jié)束后，將反應(yīng)產(chǎn)物用去離子水沖洗，離心沉淀，直至上層清液變?yōu)闊o(wú)色，將沉淀于100°C下干燥得到含乙氧基的離子化合物接枝的納米 NiO。將含乙氧基的離子化合物接枝的納米NiO與聚合物電解質(zhì)按質(zhì)量比1/19溶解于二甲基甲酰胺中于90°C攪拌24小時(shí)，得到均勻溶液。其中電解質(zhì)為PEO和LiAsF6按0/Li= 8/1(摩爾比)配比。將混合溶液澆筑成膜，置于90°C真空干燥箱中干燥除去溶劑，得到含乙氧基離子化合物接枝的NiO改性的聚合物電解質(zhì)。實(shí)施例6將2g納米MnO2分散于20ml PH = 8. 5的氨水中得到納米MnO2/氨水分散液。將IOmL含硅烷偶聯(lián)劑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%的甲醇溶液分批加入上述溶液中，50°C攪拌，靜置12小時(shí)，經(jīng)微孔濾膜抽濾，用乙醇及去離子水洗滌，干燥后得到納米MnO2離子鹽，其中硅烷偶聯(lián)劑的結(jié)構(gòu)式為(CH3O)3Si(CH2)5N(CH3) (C1QH21)2C1。
將得到的納米MnO2離子鹽加入到含乙氧基的磺酸鹽中，分子式為C9H9-C6H4-(C)CH2CH2) 3(|-0 (CH2)3SO3K，于60°C下攪拌12小時(shí)。反應(yīng)結(jié)束后，將反應(yīng)產(chǎn)物用去離子水沖洗，離心沉淀，直至上層清液變?yōu)闊o(wú)色，將沉淀于100°C下干燥得到含乙氧基的離子化合物接枝的納米 MnO2。將含乙氧基的離子化合物接枝的納米MnO2與聚合物電解質(zhì)按質(zhì)量比1/4溶解于二甲基甲酰胺中于90°C攪拌24小時(shí)，得到均勻溶液。其中電解質(zhì)為PEO和LiBF4按0/Li= 8/1(摩爾比)配比。將混合溶液澆筑成膜，置于90°C真空干燥箱中干燥除去溶劑，得到含乙氧基離子化合物接枝的MnO2改 性的聚合物電解質(zhì)。
權(quán)利要求
1.一種無(wú)機(jī)納米粒子改性的聚合物電解質(zhì)，其特征在于，它是由含乙氧基的離子化合物接枝的無(wú)機(jī)納米粒子與聚合物電解質(zhì)通過(guò)共混的方式制得的產(chǎn)物，其中無(wú)機(jī)納米粒子在無(wú)機(jī)納米粒子改性的聚合物電解質(zhì)中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0. 1-40%。
2.一種無(wú)機(jī)納米粒子改性的聚合物電解質(zhì)的制備方法，包括以下步驟 步驟①將無(wú)機(jī)納米粒子分散到pH=7. 5-10的氨水溶液中，得到無(wú)機(jī)納米粒子/氨水分散液； 步驟②將含硅烷偶聯(lián)劑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5-50%的甲醇溶液加入到步驟①所得的無(wú)機(jī)納米粒子/氨水分散液中，攪拌使硅烷偶聯(lián)劑與無(wú)機(jī)納米粒子充分作用，靜置分層，經(jīng)微孔濾膜抽濾，用乙醇及去離子水洗滌，干燥后得到無(wú)機(jī)納米粒子離子鹽，其中硅烷偶聯(lián)劑的結(jié)構(gòu)式為(CH3O)3Si(CH2)mN(CH3) (C10H21) 2Cl(m=l-20)； 步驟③將步驟②所得無(wú)機(jī)納米粒子離子鹽加入到含乙氧基的磺酸鹽中，于40-90°C下攪拌，反應(yīng)6-24小時(shí)后，將反應(yīng)產(chǎn)物用去離子水沖洗、離心沉淀，直至上層清液變?yōu)闊o(wú)色后，將沉淀產(chǎn)物充分干燥，得到含乙氧基的離子化合物接枝的無(wú)機(jī)納米粒子，其中含乙氧基的磺酸鹽的結(jié)構(gòu)式為 R-(OCH2CH2)m-O (CH2)3SO3K, (R=C1-C15, m=l-60)； 步驟④將步驟③所得到含乙氧基的離子化合物接枝的無(wú)機(jī)納米粒子與聚合物電解質(zhì)按質(zhì)量比1:99-1 :4分散于二甲基甲酰胺中于60-120°C攪拌，得到均勻分散液； 步驟⑤將步驟④所得的分散液澆筑成膜，置于60-150°C真空干燥箱中干燥除去溶齊U，得到無(wú)機(jī)納米粒子改性的聚合物電解質(zhì)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的無(wú)機(jī)納米粒子改性的聚合物電解質(zhì)的制備方法，其特征在于，所述的無(wú)機(jī)納米粒子為納米Al2O3、納米SiO2、納米TiO2、納米NiO、納米ZrO2或Mn02。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的無(wú)機(jī)納米粒子改性的聚合物電解質(zhì)的制備方法，其特征在于，步驟④中所述的聚合物電解質(zhì)為單離子型聚合物電解質(zhì)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的無(wú)機(jī)納米粒子改性的聚合物電解質(zhì)的制備方法，其特征在于，所述的單離子型聚合物電解質(zhì)為側(cè)鏈帶有-SO3Li或-COOLi基團(tuán)的單離子型聚合物電解質(zhì)。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的無(wú)機(jī)納米粒子改性的聚合物電解質(zhì)的制備方法，其特征在于，步驟④中所述的聚合物電解質(zhì)為聚合物與鋰鹽共混制備的聚合物電解質(zhì)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的無(wú)機(jī)納米粒子改性的聚合物電解質(zhì)的制備方法，其特征在于，所述的聚合物與鋰鹽共混制備的聚合物電解質(zhì)為聚氧化乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯腈中的任意一種與 LiCLO4' LiPF6, LiAsF6, LiBF4' LiCF3SO3' LiN(CF3SO2)2 中的任意一種共混而得到的電解質(zhì)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的無(wú)機(jī)納米粒子改性的聚合物電解質(zhì)的制備方法，其特征在于，所述的聚合物是聚氧化乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯或聚丙烯腈。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的無(wú)機(jī)納米粒子改性的聚合物電解質(zhì)的制備方法，其特征在于，所述的鋰鹽 LiCLO4' LiPF6, LiAsF6, LiBF4' LiCF3SO3 或 LiN (CF3SO2) 2。
全文摘要
針對(duì)現(xiàn)有鋰離子電池聚合物電解質(zhì)主體聚合物結(jié)晶度高、鋰離子電導(dǎo)率低的特點(diǎn)，本發(fā)明提供了一種含乙氧基的離子型化合物接枝的無(wú)機(jī)納米粒子改性的聚合物電解質(zhì)及其制備方法。首先對(duì)納米顆粒進(jìn)行活化處理，隨后與一端為季銨鹽的硅烷偶聯(lián)劑反應(yīng)，再與含有乙氧基鏈的磺酸鹽進(jìn)行離子交換，即得到離子型化合物修飾的納米顆粒。最后將得到的納米顆粒加入到聚合物電解質(zhì)中，離子型化合物修飾的納米顆粒一方面可以抑制聚合物的結(jié)晶，同時(shí)接枝的含乙氧基的化合物又可以作為離子傳導(dǎo)新通道，提高離子電導(dǎo)率。所制備的聚合物電解質(zhì)可應(yīng)用于高性能固態(tài)鋰離子聚合物電池的制備。
文檔編號(hào)H01M10/0565GK103066323SQ20121055011
公開(kāi)日2013年4月24日 申請(qǐng)日期2012年12月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月17日
發(fā)明者解孝林, 王曉恩, 羅穎燕, 龔春麗, 薛志剛, 廖永貴, 周興平 申請(qǐng)人:華中科技大學(xué)