[发明专利]一种锂硫电池的改性环氧乙烷基全固态电解质及制备方法

权利要求书

1.一种锂硫电池的改性环氧乙烷基全固态电解质的制备方法，其特征在于，通过烯丙基缩水甘油醚对非饱和环氧乙烷进行共聚改性，然后与锂盐络合，最后使用无机填料骨架进行吸附，得到所述全固态电解质材料，具体包括以下步骤：

（1）分别称取8-13质量份的工业级环氧乙烷、4-9质量份的丙烯醇、8-10质量份的环氧氯丙烷、5-11质量份的三氟化硼乙醚、15-30质量份的锂盐、30-45份氢氧化钠与甲苯的混合溶液、无水乙醇适量；

（2）将所述工业级环氧乙烷与丙烯醇、环氧氯丙烷、三氟化硼乙醚加入氢氧化钠与甲苯的混合溶液，在55-70℃下水浴加热下搅拌4-9 h后密封静置24-48 h，获得环氧乙烷与烯丙基缩水甘油醚的混合溶液，经减压蒸馏后获得浓缩液静置备用；

（3）将所述浓缩液中加入双金属氧联醇盐催化剂在50-90℃下进行搅拌，使烯丙基缩水甘油醚与环氧乙烷共聚，反应8-12h后加入含有锂盐的无水乙醇溶液，同时调节pH至酸性，静置12-36h使锂与聚合物充分络合，得到胶质前驱体；

（4）最后将所述胶质前驱体中加入无机填料进行吸附，干燥后获得锂与聚合物电解质的络合物填充于无机填料中的固态电解质。

2.如权利要求1所述的一种锂硫电池的改性环氧乙烷基全固态电解质的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）中锂盐为LiClO₄、LiBF₄、LiPF₆、LiAsF₆、LiCF₃SO₃、LiN(CF₃SO₂)₂和LiC(CF₃SO₂)₃中的一种。

3.如权利要求1所述的一种锂硫电池的改性环氧乙烷基全固态电解质的制备方法，其特征在于，所述氢氧化钠与甲苯的混合溶液中氢氧化钠的浓度为5-50g/L。

4.根据权利要求1所述的一种锂硫电池的改性环氧乙烷基全固态电解质的制备方法，其特征在于，步骤（2）所述搅拌速度为50-200rpm。

5.根据权利要求1所述的一种锂硫电池的改性环氧乙烷基全固态电解质的制备方法，其特征在于，步骤（2）中所述减压蒸馏工艺为采用1kPa-50kPa的真空度下，采用80-120℃蒸馏处理1-3h。

6.根据权利要求1所述的一种锂硫电池的改性环氧乙烷基全固态电解质的制备方法，其特征在于，所述双金属联氧盐催化剂具有如下的结构：

其中M为二价金属离子Zn(Ⅱ)、Co(Ⅱ)、Fe(Ⅱ)、Mn(Ⅱ)中的一种，R为甲烷基、乙烷基、丙烷基中的一种；使用量为浓缩液质量的1%。

7.根据权利要求1所述的一种锂硫电池的改性环氧乙烷基全固态电解质的制备方法，其特征在于，所述锂盐的无水乙醇溶液的浓度为0.1-1.2mol/L，所述酸性pH值为4-6。

8.根据权利要求1所述的一种锂硫电池的改性环氧乙烷基全固态电解质的制备方法，其特征在于，所述无机填料具有三维结构多孔骨架的二氧化硅、氧化铝、碳气凝胶中的一种，所述多孔骨架的孔径为100-800nm，孔隙率为50%-80%。

9.根据权利要求1所述的一种锂硫电池的改性环氧乙烷基全固态电解质的制备方法，其特征在于，步骤（4）中采用真空干燥，所述真空度为10kPa-100kPa，干燥温度为70-100℃。

10.一种锂硫电池的改性环氧乙烷基全固态电解质，其特征在于，采用如权利要求1-9任一项所述的制备方法可得到。