[发明专利]半互穿网络结构的单离子聚合物固态电解质及其制备方法

权利要求书

1.半互穿网络结构的单离子聚合物固态电解质，其特征在于，它的制备方法包括如下步骤：

(1)将含苯并咪唑的单体、多官能度的聚乙二醇的衍生物、含双键的锂盐单体、热引发剂一起溶于溶剂中，得到均一的溶液；

(2)向步骤(1)获得的溶液通入惰性气体后，浇铸在基体上，在80-100℃下进行自由基聚合及交联反应6-24h，再在120-160℃下干燥20-36h，获得单离子聚合物固态电解质，所述的单离子聚合物固态电解质含有苯并咪唑的半互穿网络结构；

步骤(1)按照质量百分比计：含苯并咪唑的单体的质量百分比为15-30％；多官能度的聚乙二醇的衍生物的质量百分比为24-45％；含双键的锂盐单体的质量百分比为30-60％；热引发剂的质量占锂盐单体的百分比为1-4％；

步骤(1)所述的含苯并咪唑的单体的结构如下：

R₁、R₂是以下结构中的任意一种：

步骤(1)所述的多官能度的聚乙二醇的衍生物为季戊四醇缩水甘油醚、聚乙二醇二缩水甘油醚、缩水甘油醚或四臂聚乙二醇缩水甘油醚中的任意一种，其结构分别如下：

1≤m≤5，且m为正整数；

步骤(1)所述的含双键的锂盐单体的结构如下：

R₃、R₄是以下结构中的任意一种：

步骤(2)所述的惰性气体为氩气、氦气或氮气中的任意一种。

2.根据权利要求1所述的一种半互穿网络结构的单离子聚合物固态电解质，其特征在于，步骤(1)所述的含双键的锂盐单体为(三氟甲磺酰基)-(乙烯基磺酰基)酰亚胺锂、(4-苯乙烯磺酰基)-(三氟甲磺酰基)酰亚胺锂、1-[3-(甲基丙烯酰氧基)丙基磺酰基]-1-(三氟甲磺酰基)酰亚胺锂、(4-苯乙烯磺酰基)-(苯磺酰基)酰亚胺锂、(4-苯乙烯磺酰基)-(氟磺酰基)酰亚胺锂或1-[3-(甲基丙烯酰氧基)丙基磺酰基]-1-(苯磺酰基)酰亚胺锂中的任意一种。

3.根据权利要求2所述的一种半互穿网络结构的单离子聚合物固态电解质，其特征在于，所述的(三氟甲磺酰基)-(乙烯基磺酰基)酰亚胺锂，它是由如下方法制备的：在冰水浴的环境下，将三氟甲磺酰胺、三乙胺依次溶于THF，再加入2-氯乙烷磺酰氯，所述的三氟甲磺酰胺、三乙胺与2-氯乙烷磺酰氯的质量比为1:2:1-1:5:3，在25-60℃下反应20-30h，过滤，减压浓缩、乙腈溶解、再加入碳酸钾，在0-25℃下磁力搅拌10-24h，过滤，干燥，得到(三氟甲磺酰基)-(乙烯基磺酰基)酰亚胺钾；再将高氯酸锂、(三氟甲磺酰基)-(乙烯基磺酰基)酰亚胺钾溶于水中，所述的高氯酸锂与(三氟甲磺酰基)-(乙烯基磺酰基)酰亚胺钾的质量比为1:1-1:4，室温搅拌12-24h，经过滤，冷冻干燥，获得(三氟甲磺酰基)-(乙烯基磺酰基)酰亚胺锂。