[发明专利]一种聚合物电解质膜及其制备方法、以及一种聚合物锂离子电池

权利要求书

1.一种聚合物电解质膜的制备方法，其特征在于，包括下述步骤：

改性：在惰性气体气氛下，将单体溶解于第一溶剂中，加入纳米粒子，再加入引发剂混合均匀得到混合溶液，将所述混合溶液引发聚合，再将聚合反应所得的溶液进行沉淀、干燥，得到纳米粒子改性的聚合物颗粒；

制膜：将所述纳米粒子改性的聚合物颗粒溶解于第二溶剂中，得到聚合物溶液，然后采用聚合物溶液制得所述聚合物电解质膜。

2.根据权利要求1所述的聚合物电解质膜的制备方法，其特征在于，所述单体选自甲基丙烯酸酯、丙烯腈、马来酸酐、乙酸乙烯酯中的至少两种；

所述纳米粒子选自碱金属氟铝酸盐、氮化硼、氮化铝中的一种或几种；

所述第一溶剂选自乙腈、丙酮、N-N二甲基甲酰胺、四氢呋喃中的一种或几种；

所述引发剂选自偶氮二异丁腈、过氧化苯甲酰中的至少一种；

以100重量份的单体为基准，所述纳米粒子的添加量为1-25重量份，所述第一溶剂的添加量为300-1900重量份，所述引发剂的添加量为0.05-5重量份。

3.根据权利要求2所述的聚合物电解质膜的制备方法，其特征在于，所述纳米粒子为Li₃AlF₆、Na₃AlF₆、K₃AlF₆中的一种或几种。

4.根据权利要求1所述的聚合物电解质膜的制备方法，其特征在于，在改性步骤中，所述引发聚合是将混合溶液先逐渐升温至30-60℃预聚合4-8h，然后继续升温至60-80C热聚合1-3h；聚合反应所得溶液的沉淀方法是采用液态直链烷烃进行沉淀。

5.根据权利要求1所述的聚合物电解质膜的制备方法，其特征在于，在制膜步骤中，所述第二溶剂选自乙腈、丙酮、N-N二甲基甲酰胺、四氢呋喃中的一种或几种；以100重量份的第二溶剂为基准，所述纳米粒子改性的聚合物颗粒的添加量为0.1-4重量份。

6.根据权利要求1所述的聚合物电解质膜的制备方法，其特征在于，在制膜步骤中，将聚合物溶液浇注到模板上，待溶剂挥发后，得到聚合物电解质膜，所得聚合物电解质膜的厚度为60-110μm。

7.根据权利要求1-6任意一项所述的聚合物电解质膜的制备方法，其特征在于，在制膜步骤中，所述聚合物溶液中还添加并溶解有锂盐。

8.根据权利要求7所述的聚合物电解质膜的制备方法，其特征在于，所述锂盐为LiPF₆，LiClO₄，LiBF₄，LiCF₃SO₃中的一种或几种，所述锂盐与所述单体的摩尔比为1∶(8-24)。

9.一种聚合物电解质膜，其特征在于，采用如权利要求1-8任意一项所述的方法制得，所述聚合物电解质膜包含聚合物基体，所述聚合物基体中掺杂有纳米粒子。

10.根据权利要求9所述的聚合物电解质膜，其中，所述纳米粒子选自碱金属氟铝酸盐、氮化硼、氮化铝中的一种或几种，其平均粒径为1-200nm；以100重量份的聚合物基体的重量为基准，所述纳米粒子的含量为1-25重量份。

11.根据权利要求10所述的聚合物电解质膜，其中，所述纳米粒子选自Li₃AlF₆、Na₃AlF₆、K₃AlF₆中的一种或几种。

12.一种聚合物锂离子电池，包括：正极、负极、以及位于所述正极和负极之间的聚合物电解质膜，其特征在于，所述聚合物电解质膜为权利要求9-11中任意一项所述的聚合物电解质膜。