[发明专利]一种复合固态电解质薄膜、制备方法和应用

权利要求书

1.一种复合固态电解质薄膜，其特征在于，所述薄膜以聚对苯撑苯并双噁唑纤维为骨架，交联剂和液体电解质存在于骨架中；薄膜厚度为3～40微米；

其中，交联剂为聚乙氧基三羟甲基丙烷三丙烯酸酯；液体电解质是浓度为1mol/L的六氟磷酸锂溶液、1mol/L的三氟甲基磺酸锂溶液或1mol/L的双氟磺酞亚胺锂溶液。

2.根据权利要求1所述的一种复合固态电解质薄膜，其特征在于，所述液体电解质的溶剂是碳酸乙烯酯和碳酸丙烯酯的混合溶剂，体积比碳酸乙烯酯:碳酸丙烯酯＝1:1，或者是碳酸乙烯酯，碳酸二甲酯和碳酸丙烯酯的混合溶剂，体积比碳酸乙烯酯:碳酸二甲酯:碳酸丙烯酯＝3:5:2。

3.一种如权利要求1或2所述的复合固态电解质薄膜的制备方法，其特征在于，所述方法步骤如下：

步骤一：将分子量为105,000或110,000的聚对苯撑苯并双噁唑纤维加入到溶剂1中，室温干燥条件下搅拌至固体完全溶解，得到质量百分比为1～15％的聚对苯撑苯并双噁唑溶液；

所述溶剂1为烷基磺酸和含氟羧酸的混合溶剂；

步骤二：步骤一得到的溶液经过真空脱泡处理后，在异戊烷气氛中采用流延的方法将上述溶液铺展成膜，得到聚对苯撑苯并双噁唑薄膜素坯；

步骤三：将所述薄膜素坯取下后浸入温度为-10℃～10℃的交换溶剂中4～24小时，进行溶剂交换，取出，得到聚对苯撑苯并双噁唑的凝胶态薄膜；

其中，所述交换溶剂为水和无水醇类有机溶剂中的一种或多种；

步骤四：将步骤三得到的凝胶态薄膜浸没到溶液1或溶液2中24小时，以使醇类溶剂去除完全；

其中，溶液1是碳酸乙烯酯和碳酸丙烯酯的混合溶液；溶液2是碳酸乙烯酯，碳酸二甲酯和碳酸丙烯酯的混合溶液；

步骤五：将步骤四处理后的凝胶态薄膜取出后浸没到光引发剂2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮，乙氧基三羟甲基丙烷三丙烯酸酯和液体电解质的混合溶液中，浸没24小时后，在紫外光源下曝光，引发乙氧基三羟甲基丙烷三丙烯酸酯聚合，并将液体电解质封存在薄膜内部，得到所述复合固态电解质薄膜；

其中光引发剂2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮和乙氧基三羟甲基丙烷三丙烯酸酯的摩尔比的范围为1:9～1:99，乙氧基三羟甲基丙烷三丙烯酸酯和液体电解质的体积比的范围为15:85～25:75；

步骤五需在干燥条件下进行，水含量小于1.0ppm。

4.根据权利要求3所述的复合固态电解质薄膜的制备方法，其特征在于，步骤一中所述烷基磺酸和含氟羧酸的体积比为7:3～2:8；烷基磺酸为甲基磺酸，含氟羧酸为三氟乙酸。

5.根据权利要求3所述的复合固态电解质薄膜的制备方法，其特征在于，步骤三中所述无水醇类有机溶剂为乙醇，甲醇，丙醇和异丙醇中的一种或多种。

6.根据权利要求3所述的复合固态电解质薄膜的制备方法，其特征在于，步骤三中所述溶剂交换过程为一次或多次。

7.根据权利要求6所述的复合固态电解质薄膜的制备方法，其特征在于，多次溶剂交换时交换溶剂不同。

8.根据权利要求3所述的复合固态电解质薄膜的制备方法，其特征在于，步骤四所述溶液1中体积比碳酸乙烯酯:碳酸丙烯酯＝1:1，溶液2中体积比碳酸乙烯酯:碳酸二甲酯:碳酸丙烯酯＝3:5:2。

9.根据权利要求3所述的复合固态电解质薄膜的制备方法，其特征在于，步骤五所述紫外光源功率为400W，曝光时间为40秒钟。

10.一种如权利要求1或2所述的复合固态电解质薄膜的应用，其特征在于，所述薄膜作为电池隔膜，应用于锂离子二次电池和动力电池中。