[发明专利]复合电解质膜及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种复合电解质膜，其特征在于，所述复合电解质膜为凝胶态复合电解质膜或固态复合电解质膜；

所述凝胶态复合电解质膜由无机固体填料、高分子聚合物材料、锂盐和离子液体制成；所述无机固体填料、高分子聚合物材料、锂盐和离子液体的质量比为0.001～0.33∶1∶1∶1.4；所述无机固体填料为惰性无机固体填料和/或活性无机固体填料；

所述固态复合电解质膜由活性无机固体填料、高分子聚合物材料、锂盐和离子液体制成；所述活性无机固体填料、高分子聚合物材料、锂盐和离子液体的质量比为1～9∶1∶1∶1.4；

所述惰性无机固体填料为SiO₂、Al₂O₃、TiO₂、ZnO和SnO₂中的一种或多种；所述活性无机固体填料为Li_1+xAl_xGe_2-x(PO₄)₃、Li_1+xAl_xTi_2-x(PO₄)₃中的一种或两种，其中x=0～0.8；

所述高分子聚合物材料为聚醚类材料、聚偏氟乙烯、聚偏氟乙烯为基的共聚改性聚合物材料、聚甲基丙烯酸甲酯中的一种或多种。

2.根据权利要求1所述的复合电解质膜，其特征在于，所述锂盐为高氯酸锂、双（三氟甲基磺酸）亚胺锂、双（氟代磺酰）亚胺锂、六氟磷酸锂、二草酸硼酸锂和四氟硼酸锂中的一种或多种；

和/或，所述离子液体为哌啶类离子液体、季铵类离子液体、咪唑类离子液体和吡咯类离子液体中的至少一种。

3.根据权利要求2所述的复合电解质膜，其特征在于，所述聚醚类材料为聚氧化乙烯；所述聚偏氟乙烯为基的共聚改性聚合物材料为聚偏氟乙烯六氟丙烯。

4.根据权利要求2所述的复合电解质膜，其特征在于，所述哌啶类离子液体为N-甲基-N-丙基哌啶二（三氟甲基磺酰）亚胺；所述季铵类离子液体为N-甲基-N，N-二乙基-N-（2-甲氧基乙基）铵二（三氟甲基磺酰）亚胺；所述咪唑类离子液体为二（三氟甲基磺酰）1-乙基-3-甲基咪唑；所述吡咯类离子液体为N-甲基-N-丙基吡咯二（三氟甲基磺酰）亚胺。

5.一种如权利要求1～4中任一项所述的复合电解质膜的制备方法，其特征在于，所述复合电解质膜为凝胶态复合电解质膜时，包括以下步骤：

S1、将高分子聚合物材料加入到有机溶剂中，搅拌，得到高分子聚合物材料溶液；

S2、将无机固体填料、锂盐及离子液体加入到步骤S1的高分子聚合物材料溶液中，超声分散，经搅拌、静置、干燥，得到复合电解质膜；

所述复合电解质膜为固态复合电解质膜时，包括以下步骤：

S1、将高分子聚合物材料加入到有机溶剂中，搅拌，得到高分子聚合物材料溶液；

S2、将活性无机固体填料、锂盐及离子液体加入到步骤S1的高分子聚合物材料溶液中，超声分散，经搅拌、静置、干燥，得到复合电解质膜。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中：所述有机溶剂为丙酮、丁酮和N-甲基吡咯烷酮中的至少一种；所述搅拌在温度为45℃～75℃下进行；所述搅拌的时间为25min～35min；

和/或，所述步骤S2中：所述超声分散的时间为15min～20min；所述搅拌的时间为3h～6h；所述静置的时间为10min～20min；所述干燥在真空条件下进行；所述干燥的温度为100℃～110℃，时间为24h～48h。

7.一种如权利要求1～4中任一项所述的复合电解质膜在固态电池中的应用。

8.根据权利要求7所述的应用，其特征在于，所述固态电池包括正极、负极以及设置在正极和负极之间的复合电解质膜；所述复合电解质膜的厚度为30μm～100μm。