[发明专利]含有天然高分子材料的凝胶聚合物电解质及其制备方法与应用

权利要求书

1.一种凝胶聚合物电解质，其特征在于该凝胶聚合物电解质由液体电解质与含有天然高分子的材料组成。

2.如权利要求1所述的凝胶聚合物电解质，其特征在于所述的液体电解质包括有机化合物或者离子液体与碱金属盐组成的溶液。

3.如权利要求2所述的凝胶聚合物电解质，其特征在于所述的碱金属盐为锂盐、钠盐、钾盐或者它们的混合物。

4.如权利要求1所述的凝胶聚合物电解质，其特征在于所述的含有天然高分子的材料包括天然高分子化合物、天然高分子化合物的改性物或者它们与合成高分子材料组成的复合物。

5.如权利要求4所述的凝胶聚合物电解质，其特征在于所述的天然高分子化合物为纤维素、淀粉、甲壳素和壳聚糖、胶原和明胶、蚕丝和蜘蛛丝中的一种或几种。

6.如权利要求4所述的凝胶聚合物电解质，其特征在于所述的天然高分子化合物的改性物为它们的烷基化合物、羧基化合物、磺酸基化合物、羧甲基化合物、接枝化合物、交联化合物中的一种或几种。

7.如权利要求4所述的凝胶聚合物电解质，其特征在于所述的合成高分子材料包括聚醚、聚丙烯腈、聚丙烯酸酯、聚偏氟乙烯(PVDF)、聚酰胺、聚酰亚胺、聚芳纶、聚酯中的一种或者多种，也包括它们的均聚物、共聚物或共混物，同时也可以添加合适的无机填料。

8.如权利要求7所述的凝胶聚合物电解质，其特征在于所述的无机填料包括氧化铝、氧化硅、氧化钛、氧化锆、aLi₂O-bAl₂O₃-cTiO₂-dP₂O₅(a、b、c、d位于1-100之间)组成的化合物、蒙脱土、分子筛或者它们两种或多种化合物的混合物。

9.一种如权利要求1所述的凝胶聚合物电解质的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)采用溶液法、加热混合法、浸泡法、浇铸法或电纺法，将含有天然高分子的材料制成膜形结构；

(2)将上述含有天然高分子材料制成的膜置于真空干燥箱40-120℃条件下干燥，去除痕量溶剂。

(3)在无水无氧环境中将上述干燥过的含有天然高分子材料制成的膜浸泡在电解液中1分钟至24小时，得到凝胶聚合物电解质。

10.如权利要求9所述的方法，其特征在于步骤(3)所述的无水无氧环境为在水分含量小于1ppm、气氛为氩气的手套箱。

11.如权利要求9或10中任意一项所述的方法，其特征在于步骤(3)所述的电解液包括有机化合物或者离子液体与碱金属盐组成的溶液。

12.一种如权利要求1-7中任意一项所述凝胶聚合物电解质的应用，该应用为作为一次或者二次电池的电解质和隔膜，该电池的负极为碱金属、碱金属的合金、碳材料、锡、锡的合金、硅或者硅的合金，正极为MNO₂(M=Li、Na、K中的一种、2种元素或者2种以上元素，N=Co、Ni、Mn、Co中一种、2种元素或者2种以上元素)或者MN′PO₄(N′=Fe、Mn、Co中一种、两种或者2种以上元素)。