[发明专利]一种固体聚合物电解质及其制备方法以及复合正极和固态锂离子电池

权利要求书

1.一种固体聚合物电解质，包括由梳状聚合物交联而成的网状聚合物和锂盐，所述梳状聚合物包括主链和侧链，所述主链为桥连于硅原子和硼原子之间的聚乙二醇，所述侧链为连接于硅原子或硼原子上的聚乙二醇单甲醚，所述梳状聚合物的结构单元具有式Ⅰ所示的结构：

其中，R为正丙基三甲氧基、乙烯基三甲氧基、烯丙基三甲氧基、甲基三乙氧基、氯三乙氧基、乙基三乙氧基和正丙基三乙氧基中的一种；

m和n独立地为3～22；

x和y独立地为2～44。

2.根据权利要求1所述的固体聚合物电解质，其特征在于，所述梳状聚合物的分子量为50000～70000。

3.根据权利要求1所述的固体聚合物电解质，其特征在于，所述锂盐中的锂离子与梳状聚合物中氧原子的摩尔比为1:8～25。

4.权利要求1～3任意一项所述固体聚合物电解质的制备方法，包括以下步骤：

(1)将氧化硼、聚乙二醇和聚乙二醇单甲醚混合，加热得到预聚物；

(2)向所述步骤(1)得到的预聚物中滴加硅烷，聚合反应得到梳状聚合物；

(3)向所述步骤(2)得到的梳状聚合物中滴加交联剂，得到网状聚合物前驱体；

(4)将所述步骤(3)得到的网状聚合物前驱体与锂盐混合，交联反应得到固体聚合物电解质；

所述步骤(1)、(2)和(3)在无水无氧条件下进行。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述聚乙二醇、聚乙二醇单甲醚、氧化硼和硅烷的摩尔比为1:0.8～1.2:0.1～5:0.5～1.5。

6.根据权利要求4或5所述的制备方法，其特征在于，所述氧化硼的粒径为100～500nm。

7.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中聚合反应的pH值为1～5，聚合反应的温度为60～80℃，聚合反应的时间为20～30min。

8.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(4)中交联反应的温度为60～80℃，交联反应的时间为4～6h。

9.一种复合正极，包括权利要求1～3任意一项所述固体聚合物电解质或按照权利要求4～8任意一项所述制备方法制备的固体聚合物电解质、活性物质、导电剂和粘结剂。

10.一种固态锂离子电池，包括权利要求1～3任意一项所述固体聚合物电解质或按照权利要求4～8任意一项所述制备方法制备的固体聚合物电解质、权利要求9所述复合正极和锂负极。