[发明专利]一种高性能凝胶聚合物电解质的制备方法、锂离子电池

权利要求书

1.一种高性能凝胶聚合物电解质的制备方法，其特征在于，所述高性能凝胶聚合物电解质为PCA/Bi₂S₃-BP电解质，对黑磷晶体进行剥离制备BP纳米片，将醋酸纤维素、聚乳酸混合物溶解在有机溶剂中，磁力搅拌后，将BP纳米片和Bi₂S₃纳米棒加入到上述溶液中，制备PCA/Bi₂S₃-BP膜，并在电解液中进行凝胶化制备而成。

2.根据权利要求1所述的高性能凝胶聚合物电解质的制备方法，其特征在于，所述Bi₂S₃纳米棒为以五水硝酸铋和九水硫化钠为原料，通过水热法制备而成。

3.根据权利要求2所述的高性能凝胶聚合物电解质的制备方法，其特征在于，Bi₂S₃纳米棒的制备方法包括以下步骤：

将Na₂S·9H₂O溶解在去离子水中，磁力搅拌以形成均匀的反应液A；

搅拌状态下，将反应液A滴加到Bi(NO₃)₃溶液中，得到反应液B；

向反应液B中加入尿素和水，并搅拌均匀，得到反应液C；

将反应液C转移到高压釜中进行反应，得到反应液D；

将反应液D冷却至室温，收集Bi₂S₃纳米棒，并用有机溶剂进行洗涤，干燥。

4.根据权利要求1所述的高性能凝胶聚合物电解质的制备方法，其特征在于， BP纳米片的制备方法包括以下步骤：

将黑磷晶体与N-甲基吡咯烷酮溶剂混合研磨；

将混合物转移到NMP溶剂中，并用惰性气体鼓泡的方法脱除溶液中的氧气，得到悬浮液E；

将悬浮液E密封，冰浴条件下，超声分散，得到悬浮液F；

将悬浮液F离心分离，并将沉淀物用乙醇进行洗涤，得到BP纳米片。

5.根据权利要求1所述的高性能凝胶聚合物电解质的制备方法，其特征在于，PCA/Bi₂S₃-BP膜的制备方法包括以下步骤：

将PLA和CA的混合物溶解在DMF/CHCl₃溶剂中，磁力搅拌后；将BP纳米片和Bi₂S₃纳米棒加入到上述溶液中，超声处理，再继续搅拌；将得到的混合液转移到塑料注射器中，并在空气气氛下进行静电纺丝得到静电纺丝膜；将静电纺丝膜在真空条件下进行干燥，除去膜中残留的有机溶剂，得到PCA/Bi₂S₃-BP膜。

6.根据权利要求5所述的高性能凝胶聚合物电解质的制备方法，其特征在于，静电纺丝过程的参数设置为：喷嘴与接收器的距离为12cm；施加的电压为19 kV；供给速率为3ml/h，旋转速度为1000转/min。

7.根据权利要求5所述的高性能凝胶聚合物电解质的制备方法，其特征在于，所述DMF/CHCl₃溶剂中DMF与CHCl₃体积比为1:1。

8.根据权利要求1所述的高性能凝胶聚合物电解质的制备方法，其特征在于，PCA/Bi₂S₃-BP膜的厚度为300-310μm。

9.根据权利要求4所述的高性能凝胶聚合物电解质的制备方法，其特征在于，所述离心分离包括以下步骤：先用1000转/min的速度离心15-20min，除去未剥离的块状黑磷晶体；然后再将悬浮液在12000转/分钟的速度离心30-60min。

10.一种高性能凝胶聚合物电解质，其特征在于，由权利要求1~9任一项所述方法制备而成。

11.一种锂离子电池，其特征在于，包括权利要求10所述的高性能凝胶聚合物电解质。