[发明专利]一种具有修复损伤能力的离子凝胶聚合物电解质、制备方法及其应用

权利要求书

1.一种具有修复损伤能力的离子凝胶聚合物电解质的制备方法，其步骤如下：

(1)聚离子液体骨架材料的制备：将能够形成可逆相互作用的基团通过季铵化反应修饰到离子液体单体上，得到结构式如I(a)之一所示的单体A；将不同长度的烷基链或烷氧基链通过季铵化反应修饰到离子液体单体上，得到结构式如I(b)之一所示的单体B；再将单体A和单体B通过自由基聚合、阳离子聚合或光引发聚合进行共聚，得到含有卤素阴离子的聚离子液体；然后将聚离子液体分散于水中，再滴加锂盐溶液中，进行阴离子交换反应，得到聚离子液体沉淀，将沉淀过滤并用大量去离子水洗涤，在35～80℃、真空条件下干燥20～90h，得到聚离子液体骨架材料；

其中，R₁为

之一所示，n为1～6的整数；

为之一的卤素离子；

I(a)

其中，R₂：之一所示；

为之一所示；m为1～7的整数；

I(b)

(2)具有修复损伤能力的离子凝胶聚合物电解质的制备：将步骤(1)得到的聚离子液体骨架材料、锂盐和离子液体以一定的比例混合，置于四氟乙烯模具中，加入适量的溶剂混合均匀；然后在40～60℃条件下干燥12～72h，再在真空、40～120℃条件下干燥12～48小时，热压成型后得到具有修复损伤能力的离子凝胶聚合物电解质。

2.如权利要求1所述的一种具有修复损伤能力的离子凝胶聚合物电解质的制备方法，其特征在于：步骤(2)中所述的锂盐为LiPF₆、LiTFSI、LiTf或LiFSI。

3.如权利要求1所述的一种具有修复损伤能力的离子凝胶聚合物电解质的制备方法，其特征在于：步骤(2)中聚离子液体骨架材料和离子液体的质量比为0.5～4.5：1，锂盐在离子液体中的浓度为0.1～1mol/kg。

4.如权利要求1所述的一种具有修复损伤能力的离子凝胶聚合物电解质的制备方法，其特征在于：步骤(2)中离子液体为1,2-二甲基-3-乙氧基乙基咪唑双三氟甲磺酰亚胺盐、1-甲基-3-乙氧基甲基咪唑双三氟甲磺酰亚胺盐、1-甲基-3-丁基咪唑双三氟甲磺酰亚胺盐、1-甲基-3-乙氧基乙基咪唑双三氟甲磺酰亚胺盐、N-丁基-N-甲基吡咯烷双三氟甲磺酰亚胺盐、N-乙氧基乙基-N-甲基吡咯烷双三氟甲磺酰亚胺盐、N-乙氧基甲基-N-甲基吡咯烷双三氟甲磺酰亚胺盐、N,N-二乙基-2-甲氧基乙基-N-甲基胺双三氟甲磺酰亚胺盐中的一种。

5.如权利要求1所述的一种具有修复损伤能力的离子凝胶聚合物电解质的制备方法，其特征在于：步骤(2)中溶剂为乙酸乙酯、丙酮或乙腈。

6.如权利要求1所述的一种具有修复损伤能力的离子凝胶聚合物电解质的制备方法，其特征在于：步骤(2)热压成型的温度为60～140℃，压强为1～20MPa，时间为2～30min。

7.一种具有修复损伤能力的离子凝胶聚合物电解质，其特征在于：是由权利要求1～5任何一项所述的方法制备得到。

8.权利要求7所述的一种具有修复损伤能力的离子凝胶聚合物电解质作为电解质在锂离子电池中的应用。

9.如权利要求8所述的一种具有修复损伤能力的离子凝胶聚合物电解质在作为锂离子电池电解质中的应用，其特征在于：锂离子电池的正极膜片为磷酸铁锂、磷酸钒锂、钴酸锂或锰酸锂；负极膜片为金属锂片、天然石墨、人造石墨、中间相碳纤维、中间相碳微球或软碳。