[发明专利]一种硅氧烷基固体电解质及其制备和应用

权利要求书

1.一种硅氧烷基固体电解质，其特征在于：所述固体电解质的组分以质量

百分比计包括：

导锂硅氧烷聚合物30～70%；

粘接剂25～40%；

锂盐5～30%。

2.根据权利要求1所述的一种硅氧烷基固体电解质，其特征在于所述导锂硅氧烷聚合物的结构式为：

其中n的值为0或1，m的值为30～50；所述粘接剂选自聚偏氟乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚环氧乙烷、聚丙烯酸中的至少一种；所述锂盐选自LiClO₄、LiN(SO₂CF₃)₂、LiCF₃SO₃、LiC(SO₂CF₃)₃、LiBC₂O₄F₂、LiC₄BO₈、LiPF₆、LiAsF₆、LiBF₄中的至少一种。

3.根据权利要求2所述的一种硅氧烷基固体电解质，其特征在于：所述硅氧烷基固体电解质为薄膜状；所述粘接剂中，聚偏氟乙烯的分子量为30万～100万、聚甲基丙烯酸甲酯的分子量为30万～100万、聚环氧乙烷的分子量为30万～100万、聚丙烯酸的分子量为30万～100万。

4.根据权利要求3所述的一种硅氧烷基固体电解质，其特征在于：所述电解质的室温电导率为2×10^-5～1×10^-4S/cm，60°C的电导率为6×10^-5～1×10^-3S/cm。

5.一种制备权利要求4所述的硅氧烷基固体电解质的方法，其特征在于按下述步骤进行：

步骤一合成导锂硅氧烷聚合物

按乙烯基硅氧烷与含氢硅氧烷的质量比为3～5：1，分别配取乙烯基硅氧烷与含氢硅氧烷作为原料，向原料中加入催化剂和溶剂后，在保护气氛下进行回流反应，回流反应的温度为80～110°C，得到导锂硅氧烷聚合物；所述含氢硅氧烷的聚合度为30～50，分子量为1900～2100；所述乙烯基硅氧烷选自三（2-甲氧基乙氧基）乙烯基硅氧烷、乙烯基三乙氧基硅烷中的至少一种；所述催化剂选自氯铂酸、卡斯特催化剂中的至少一种，所用催化剂的质量与原料的质量比为0.1～0.5：10；所述溶剂选自苯、甲苯、二甲苯、异丙醇中的一种，所用溶剂与与原料的质量比为0.5～1：1；

步骤二硅氧烷基固体电解质的制备

按硅氧烷基固体电解质各组分的质量百分比，配取粘接剂、锂盐以及步骤一制备的导锂硅氧烷聚合物作为原料，向原料中加入有机溶剂，搅拌均匀后，涂覆于基体上，在60～100°C真空干燥得到固体电解质薄膜；所述有机溶剂选自N-甲基吡咯烷酮、丙酮、乙腈、N,N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、四氢呋喃中的一种，所用有机溶剂的质量与原料的质量比为100～1000%。

6.根据权利要求5所述的一种制备硅氧烷基固体电解质的方法，其特征在于：所述保护气氛选自氩气、氮气、氦气中的一种；回流反应的时间为6～48h；所述涂覆为流延涂覆；所述基体选自铝箔、不锈钢片、磷酸铁锂正极片、锰酸锂正极片、钴酸锂正极片、石墨负极片、钛酸锂负极片中的一种；真空干燥的相对真空度为-70～-100KPa，真空干燥的时间为24～50h。

7.一种权利要求1-4所述的硅氧烷基固体电解质的应用，其特征在于：所述应用包括任一部分使用权利要求1-4所述的硅氧烷基固体电解质的电化学器件。

8.根据权利要求7所述的一种硅氧烷基固体电解质的应用，其特征在于：所述电化学器件是由涂覆有硅氧烷基固体电解质的正极片、硅氧烷基固体电解质薄膜、涂覆有硅氧烷基固体电解质的负极片或金属锂片按三明治结构组成。