[发明专利]一种无锂盐改性石墨烯复合固态电解质材料、电解质膜及其制备方法

权利要求书

1.一种无锂盐改性石墨烯复合固态电解质材料，包括锂离子导体无机物材料以及聚合物基体材料，其特征在于还添加了改性石墨烯材料，所述锂离子导体无机物材料为5-50wt％；所述改性石墨烯材料为2-30wt％，余量为聚合物基体材料，所述改性石墨烯复合固态电解质材料不添加锂盐。

2.根据权利要求1所述的无锂盐改性石墨烯复合固态电解质材料，其特征在于：所述锂离子导体无机物材料为Li_7-xLa₃Zr_2-xM_xO₁₂、Li₄Ti₅O₁₂、LiSiO、Li₃AlO₃中的一种或多种混合，其中x＝0-1，M＝Al、Ta、Nb、W、Ga。

3.根据权利要求1或2所述的无锂盐改性石墨烯复合固态电解质材料，其特征在于：所述锂离子导体无机物材料的颗粒尺寸为5nm-10μm。

4.根据权利要求1所述的无锂盐改性石墨烯复合固态电解质材料，其特征在于：所述聚合物基体材料为聚丙烯腈、聚氧乙烯、聚硅氧烷、聚偏氟乙烯、聚氯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯以及它们的共混、共聚物中的一种或多种混合。

5.根据权利要求1所述的无锂盐改性石墨烯复合固态电解质材料，其特征在于：所述改性石墨烯材料为氧化石墨烯、羟基化石墨烯、羧基化石墨烯、氢基化石墨烯、氮掺杂石墨烯中的一种或多种混合。

6.根据权利要求1或5所述的无锂盐改性石墨烯复合固态电解质材料，其特征在于：所述改性石墨烯材料为1-5层。

7.根据权利要求1或5所述的无锂盐改性石墨烯复合固态电解质材料，其特征在于：所述改性石墨烯材料颗粒尺寸为100nm-50μm。

8.一种权利要求1所述无锂盐改性石墨烯复合固态电解质材料制备的电解质膜，其特征在于将复合固态电解质材料用涂布机均匀涂布在聚四氟乙烯板上，待溶剂挥发后，在40-100℃下真空干燥12-48h制得。

9.一种权利要求1所述的无锂盐改性石墨烯复合固态电解质材料的制备方法，其特征在于包括如下步骤：

(1)将锂离子导体无机物材料在40-100℃下真空干燥12-48h后转移至高纯氩气手套箱中备用；

(2)将改性石墨烯材料和聚合物基体材料在40-100℃下真空干燥12-48h后转移至高纯氩气手套箱中备用；

(3)在手套箱中称取所需量的改性石墨烯材料和锂离子导体无机物材料加入40-100mL乙腈溶剂中，在200-800W功率下的超声波装置中处理10-40min后备用；

(4)在手套箱中称取所需量的聚合物基体材料，缓慢加入步骤(3)中超声处理后的乙腈溶液中，并在40-100℃下搅拌12-48h得到复合固态电解质材料。