[发明专利]交联有机纳米材料改性全固态聚合物电解质及其制备方法

权利要求书

1.一种全固态聚合物电解质，其特征在于，所述全固态聚合物电解质的组成包括：具有锂离子传输性能的聚合物、锂盐和有机填料，所述有机填料为两嵌段共聚物通过傅-克反应进行无模板自组装得到的交联有机纳米材料；并且，所述两嵌段共聚物的第一组份为聚氧化乙烯或聚氧化丙烯中的一种；第二组份为聚苯乙烯或不含强吸电子基团的苯乙烯衍生单体的聚合物。

2.根据权利要求1所述的全固态聚合物电解质，其特征在于，所述全固态聚合物电解质中，具有锂离子传输性能的聚合物与锂盐的摩尔比满足：M: Li = 10~20，有机填料在电解质中的质量分数为5～30%；其中M为具有锂离子传输性能的聚合物中与锂盐发生作用的结构单元。

3.根据权利要求1或2所述的全固态聚合物电解质，其特征在于，所述两嵌段共聚物通过傅-克反应进行无模板自组装得到的交联有机纳米材料的方法为：在无水无氧条件下，以两嵌段共聚物为原料，在催化剂、交联剂和溶剂的作用下，通过傅-克烷基化反应得到的交联有机纳米填料；其中，交联剂占交联剂与溶剂总体积的体积分数为：0%~90%。

4.根据权利要求3所述的全固态聚合物电解质，其特征在于，交联剂占交联剂与溶剂总体积的体积分数为50%~90%。

5.根据权利要求3所述的全固态聚合物电解质，其特征在于，

所述交联剂选自：二甲氧基甲烷或乙二醇二甲醚；

所述催化剂选自：FeCl₃、AlCl₃、BF₃、H₂SO₄、SnCl₄或ZnCl₂中的至少一种；

所述溶剂选自：1，2-二氯乙烷或二氯甲烷中的至少一种。

6.根据权利要求3所述的全固态聚合物电解质，其特征在于，

所述傅-克烷基化反应过程为：将两嵌段共聚物和催化剂加入到溶剂和交联剂中，搅拌使各组分分散均匀；再于25~80 ℃回流反应24~25 h；反应后加入乙醇并进行超声分散、抽滤得到产物；然后用甲醇和稀盐酸对产物依次进行洗涤，最后用甲醇索提48~72 h后收集并真空干燥，得到交联有机纳米填料。

7.根据权利要求1或2所述的全固态聚合物电解质，其特征在于，所述全固态聚合物电解质的电化学窗口达到4.8~5.0 V。

8.根据权利要求1或2所述的全固态聚合物电解质，其特征在于，所述具有锂离子传输性能的聚合物选自：聚醚类聚合物、聚丙烯酸酯类、聚丙烯腈类或聚偏氟乙烯类中的一种；

所述锂盐选自：高氯酸锂、六氟砷酸锂、四氟硼酸锂、六氟磷酸锂、双（三氟甲烷磺酰）亚胺锂、双氟磺酰亚胺锂、三氟甲基磺酸锂、双草酸硼酸锂或二氟草酸硼酸锂中的至少一种。

9.根据权利要求8所述的全固态聚合物电解质，其特征在于，所述具有锂离子传输性能的聚合物选自：聚氧化乙烯、聚甲基丙烯甲酯、聚丙烯腈、聚偏氟乙烯或聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物中的至少一种。

10.权利要求1～9任一项所述的全固态聚合物电解质的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括溶液浇铸法或熔融热压法。

11.根据权利要求10所述的全固态聚合物电解质的制备方法，其特征在于，所述溶液浇铸法为：先将具有锂离子传输性能的聚合物、锂盐、溶剂和有机填料搅拌混匀得电解质浆料；然后将所得电解质浆料通过浇铸成型、干燥即得所述全固态聚合物电解质。