[发明专利]一种杂化聚合物电解质、其制备方法及应用

权利要求书

1.一种杂化聚合物电解质，其特征在于，该杂化聚合物电解质包括金属盐以及以八巯基聚倍半硅氧烷为内核、聚乙二醇二甲基丙烯酸酯为交联臂构成的交联聚合物，所述交联聚合物的化学结构式为：

其中，n为4～113的整数。

2.根据权利要求1所述的杂化聚合物电解质，其特征在于，所述交联聚合物主要由所述八巯基聚倍半硅氧烷和所述聚乙二醇二甲基丙烯酸酯反应得到；其中，

所述八巯基聚倍半硅氧烷的化学结构式为：

所述聚乙二醇二甲基丙烯酸酯的化学结构式为：

其中，n为4～113的整数。

3.根据权利要求1或2所述的杂化聚合物电解质，其特征在于，所述金属盐为锂盐，所述锂盐为双三氟甲基磺酰亚胺锂、高氯酸锂或六氟磷酸锂的一种或几种。

4.根据权利要求1或2所述的杂化聚合物电解质，其特征在于，所述聚乙二醇二甲基丙烯酸酯中，以为一个聚氧化乙烯基单元，则所述金属盐中金属元素的物质的量与所述交联聚合物中所述聚氧化乙烯基单元的总物质的量两者之比为1:5～1:30。

5.一种如权利要求1-4任一项所述的杂化聚合物电解质的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1：将γ-巯丙基三甲氧基硅烷溶解于有机溶剂中，加入酸，并搅拌回流反应，静置，得到反应液；

S2：将步骤S1得到的所述反应液与沉淀剂混合形成沉淀，过滤、干燥，得到所述八巯基聚倍半硅氧烷；

S3：将聚乙二醇溶解于有机溶剂中得到聚乙二醇溶液，向所述聚乙烯醇溶液中加入碱和甲基丙烯酰氯，反应过滤并收集溶液；

S4：将步骤S3得到的所述溶液与沉淀剂混合形成沉淀，过滤、干燥，得到所述聚乙二醇二甲基丙烯酸酯；

S5：将步骤S2得到的所述八巯基聚倍半硅氧烷、步骤S4得到的所述聚乙二醇二甲基丙烯酸酯与所述金属盐一同溶解在有机溶剂中，然后进行紫外光固化反应，得到所述杂化聚合物所述电解质；所述紫外光固化反应体系中无需添加光敏剂。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤S5中，具体包括如下步骤：

S51：将所述八巯基聚倍半硅氧烷与所述聚乙二醇二甲基丙烯酸酯一同溶解在有机溶剂中，得到混合溶液；

S52：向步骤S51得到的所述混合溶液中加入金属盐，搅拌均匀后浇铸成膜；

S53：将步骤S52得到的膜置于紫外光下辐照，得到粗产物；

S54：将所述粗产物干燥后，得到所述杂化聚合物电解质。

7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述γ-巯丙基三甲氧基硅烷的化学结构式为：

步骤S2中，所述八巯基聚倍半硅氧烷的化学结构式为：

步骤S3中，所述聚乙二醇的化学结构式为：所述聚乙二醇的相对分子质量为200～5000；

步骤S4中，所述聚乙二醇二甲基丙烯酸酯的化学结构式为：其中，n为4～113的整数。

8.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述搅拌回流反应温度为50℃～120℃；

步骤S3中，所述反应温度为0℃～50℃；

步骤S5中，紫外光辐照温度为0℃～50℃，辐照光强为2mW cm^-2～50mW cm^-2，辐照时间为5分钟～60分钟。

9.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述有机溶剂为四氢呋喃、乙腈、甲醇中的任意一种；所述酸为浓盐酸、浓硫酸、浓硝酸中的任意一种；

步骤S2中，所述沉淀剂为甲醇、乙醚、正庚烷中的任意一种；

步骤S3中，所述有机溶剂为二氯甲烷、乙腈、四氢呋喃中的任意一种；所述碱为碳酸钾、三乙胺、氢氧化钠中的任意一种；

步骤S4中，所述沉淀剂为乙醚、正庚烷、正己烷中的任意一种；

步骤S5中所述有机溶剂为四氢呋喃、乙腈、N，N-二甲基甲酰胺中的任意一种。

10.一种如权利要求1-4任一项所述的杂化聚合物电解质的应用，其特征在于，所述杂化聚合物电解质用于金属离子电池中，该电解质为薄膜形的聚合物电解质，厚度为50微米～300微米。