[发明专利]一种陶瓷填料改性的高导电宽电压窗口复合电解质材料、制备方法及应用

权利要求书

1.一种陶瓷填料改性的高导电宽电压窗口复合电解质材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：分别称取一定质量表面改性过的无机陶瓷填料、聚合物基体及锂盐，将其加入到一定质量的有机溶剂中，搅拌均匀后，静置脱泡形成均匀的电解质浆料，然后将电解质浆料倒入聚四氟乙烯模具中，再将该模具转移至真空干燥箱中干燥一定时间，干燥结束后，冷却至室温，即可得到陶瓷填料改性的高导电宽电压窗口复合电解质材料；

其中，表面改性过的无机陶瓷填料包括无机陶瓷电解质填料，表面改性材料；所述表面改性材料包括聚多巴胺，聚乙二醇与聚苯胺的混合物，聚乙二醇与硅烷偶联剂的混合物、离子液体，含羟基聚合物中的一种或多种；其中无机陶瓷电解质填料的形状包括球状、片状、棒状和纤维形态中的一种或多种，无机陶瓷电解质填料的粒径为1nm～100nm；

所述聚合物基体包括聚酰亚胺、聚乙二醇、聚氧化乙烯、聚氧化丙烯、聚丙烯腈、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚乙酸乙烯酯、聚乙烯吡咯烷酮、聚甲基丙烯酸甲酯、聚偏氟乙烯、聚偏氟乙烯－六氟丙烯、聚丙烯酸乙二醇酯、聚二乙烯基硫及其衍生物中的一种或者几种；

所述锂盐包括高氯酸锂、双三氟甲烷磺酰亚胺锂、三氟甲磺酸锂、双草酸硼酸锂中的一种或多种；

所述有机溶剂包括乙腈、N，N-二甲基甲酰胺、四氢呋喃、N-甲基吡咯烷酮、N-甲基甲酰胺、苯甲醚、氯苯、邻二氯苯、二甲基亚砜、二氯甲烷、三氯甲烷、甲苯、二甲苯、正庚烷、正己烷、环己烷、乙酸乙酯、丙酸乙酯、丁酸丁酯、二甲基碳酸酯、乙醇、甲醇、二乙二醇二甲醚与环己酮中的一种或多种。

2.如权利要求1所述的陶瓷填料改性的高导电宽电压窗口复合电解质材料的制备方法，其特征在于表面改性过的无机陶瓷填料还包括表面接枝聚合物；

所述表面接枝的聚合物包括聚酰亚胺、聚乙烯亚胺、聚氧化乙烯、聚氧化丙烯、聚丙烯腈、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚乙酸乙烯酯、聚乙烯吡咯烷酮、聚甲基丙烯酸甲酯、聚偏氟乙烯、聚偏氟乙烯－六氟丙烯、聚丙烯酸乙二醇酯、聚二乙烯基硫及其衍生物中的一种或者几种。

3.如权利要求1所述的陶瓷填料改性的高导电宽电压窗口复合电解质材料的制备方法，其特征在于表面改性过的无机陶瓷填料、聚合物基体、锂盐、有机溶剂的质量比为(1～5):(0.1～0.5):(0.1～0.5):(1～10)。

4.如权利要求1所述的陶瓷填料改性的高导电宽电压窗口复合电解质材料的制备方法，其特征在于所述无机陶瓷电解质填料包括无机硫化物电解质填料、无机氧化物电解质填料或无机卤化物电解质填料中的一种或多种；

所述无机硫化物电解质填料包括(1-x)Li₂S·xP₂S₅型、Li_6-yPS_5-yX_1+y型、Li_11-zM_2-zP_1+zS₁₂型、LiSiPSCl型中的至少一种，其中，X＝Cl、Br或I，M＝Ge、Sn、Sb或Si；0＜x＜1，0≤y≤0.6，0.5≤z≤1.5；

所述无机氧化物电解质填料包括NASCION型、Garnet型、Perovskite型和LiSiCON型中的一种或多种；

所述无机卤化物电解质填料为Li₃TX₆(T＝三价金属，X＝Cl、Br或I)。

5.如权利要求1所述的陶瓷填料改性的高导电宽电压窗口复合电解质材料的制备方法，其特征在于所述的含羟基聚合物由邻苯二酚与烯胺通过自聚合反应生成，邻苯二酚与烯胺物质的量之比为(1～4):1，邻苯二酚与烯胺反应时，溶液的pH值为8～9；其中所述的烯胺包括二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺和聚乙烯亚胺中的一种或多种。