[发明专利]一种具有自修复功能电解质及固态电池的制备方法

权利要求书

1.一种具有自修复功能电解质的固态电池的制备方法，其特征在于：包括如下步骤，

步骤一、将乙烯基三乙氧基硅烷溶解于去离子水中，超声使其完全水解，逐滴加入氨水，形成凝胶，分离、纯化并干燥，得到固体产物乙烯基功能化二氧化硅，可作为交联活性位点；

乙烯基功能化二氧化硅的制备：

将3-4质量份的三乙氧基甲基硅烷加入到25-32质量份的去离子水中连续搅拌48h，直到三乙氧基甲基硅烷小液滴完全消失；接着逐滴加入0.36-0.46质量份且浓度为25%的氨水，连续搅拌24h至溶胶-凝胶反应完全；利用高速离心机进行离心，得到白色粉末状的颗粒，之后用乙醇进行几次清洗，清除残留的前驱体及杂质，最后将获得的白色粉末置于50℃的真空烘箱内烘干，获得乙烯基功能化二氧化硅备用；

制得的乙烯基功能化二氧化硅颗粒粒径为100nm~5μm，乙烯基功能化二氧化硅质量为自修复功能化基团化合物的质量的0.01~10%；

步骤二、将乙烯基功能化二氧化硅、自修复功能化基团化合物、离子导电基团化合物、引发剂、无机导电陶瓷、锂盐按照比例共混溶解于溶剂中，充分分散、混合，获得前驱体溶液；将前驱体溶液，流延成膜、在一定温度下反应，之后干燥，获得自修复功能复合电解质；

前驱体溶液的制备包括如下步骤：将0.8-1质量份乙烯基功能化二氧化硅、8质量份自修复功能化基团、0-3质量份离子导电基团化合物、0.004-0.01质量份引发剂、0-0.4质量份无机导电陶瓷及1质量份锂盐常温超声及磁力搅拌直至混合均匀，涂覆，之后反应24小时，反应温度为室温~100 °C；获得氢键自修复复合电解质；

步骤三、自修复功能复合电解质与正极、负极匹配，制备固态电池；固态电池的正极材料为NCA或磷酸铁锂、负极材料为金属锂。

2.如权利要求1所述的具有自修复功能电解质的固态电池的制备方法，其特征在于：所述自修复功能化基团化合物为包含多重氢键基团的化合物，包括脲基化合物、丙烯酸单体中的一种或多种组合。

3.如权利要求1所述的具有自修复功能电解质的固态电池的制备方法，其特征在于：所述离子导电基团化合物包括聚乙二醇、聚（乙二醇）甲基醚甲基丙烯酸酯、聚环氧乙烷、聚环氧丙烷、聚丁二酸乙二醇酯、聚碳酸丙烯酯、聚碳酸乙烯酯、聚三亚甲基碳酸酯、聚ε-己内酯及其单体与TMC单体经过开环共聚后得到的共聚物中的一种或多种组合。

4.如权利要求1所述的具有自修复功能电解质的固态电池的制备方法，其特征在于：所述锂盐包括六氟磷酸锂、四氟硼酸锂、高氯酸锂、二氟草酸硼酸锂、双草酸硼酸锂、二（三氟甲基磺酰）亚胺锂、双氟磺酰亚胺锂中的一种或多种组合；离子导电基团化合物与锂盐摩尔比为50:1~1:10。

5.如权利要求1所述的具有自修复功能电解质的固态电池的制备方法，其特征在于：所述引发剂为偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈或偶氮二异丁酸二甲酯中的一种或多种组合，在电解质材料中的质量比例为0.01%~1%。

6.如权利要求1所述的具有自修复功能电解质的固态电池的制备方法，其特征在于：所述溶剂为四氢呋喃、碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯、碳酸二乙酯、乙酸乙酯、乙腈、异丙醚、丙酮、丁酮、异丙醇、丁醇、己烷、环己烷、N-N二甲基乙酰胺、N-甲基-2-吡咯烷酮、苯、甲苯、二甲基亚砜、四氯化碳、三氯化烯、吡咯中的一种或多种组合。