[发明专利]一种聚合物电解质及其制备方法和锂离子电池

权利要求书

1.一种聚合物电解质，其特征在于，所述聚合物电解质含有聚合物、锂盐以及改性无机材料，所述改性无机材料为表面键连有有机锂盐基团的无机材料。

2.根据权利要求1所述的聚合物电解质，其中，所述改性无机材料表面上锂离子的密度为1×10^-6-1×10^-3mol/cm²，优选为1×10^-6-5×10^-4mol/cm²，更优选为1×10^-5-1×10^-4mol/cm²。

3.根据权利要求1所述的聚合物电解质，其中，所述无机材料为TiO₂、SiO₂、Al₂O₃、MgO、CaO、BaSO₄、CeO₂、ZnO、ZrO₂和SnO₂中的至少一种。

4.根据权利要求1-3中任意一项所述的聚合物电解质，其中，所述有机锂盐基团为有机磺酸锂盐基团。

5.根据权利要求4所述的聚合物电解质，其中，所述改性无机材料通过将无机材料与带有羟基的有机磺酸和/或带有羟基的有机磺酸盐进行缩合反应，然后将缩合反应产物进行锂化得到。

6.根据权利要求5所述的聚合物电解质，其中，相对于100重量份的所述无机材料，所述带有羟基的有机磺酸和/或带有羟基的有机磺酸盐的用量为0.1-100重量份；所述带有羟基的有机磺酸的通式如式(1)所示，所述带有羟基的有机磺酸盐为由通式如式(2)所示的化合物水解得到；

R₁、R₂和R₃各自独立地为C₁-C₈的直链或支链烷基，M为K、Na或Li，m和n各自独立地为1-10的整数。

7.根据权利要求5所述的聚合物电解质，其中，所述锂化的方式为将所述缩合反应产物与LiOH进行反应；相对于100重量份的所述带有羟基的有机磺酸和带有羟基的有机磺酸盐的总用量，所述LiOH的用量为0.1-20重量份。

8.根据权利要求1-3中任意一项所述的聚合物电解质，其中，所述改性无机材料的形状为棒状和/或线状。

9.根据权利要求1-3中任意一项所述的聚合物电解质，其中，在所述聚合物电解质中，相对于100重量份的所述聚合物，所述锂盐的含量为1-100重量份，所述改性无机材料的含量为1-50重量份。

10.根据权利要求1-3中任意一项所述的聚合物电解质，其中，所述聚合物选自聚氧化乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯腈、聚氧化丙烯和聚膦嗪中的至少一种，所述锂盐选自LiClO₄、LiPF₆、LiAsF₆、LiBF₄、LiCF₃SO₃和C₂F₆LiNO₄S₂中的至少一种。

11.权利要求1-10中任意一项所述的聚合物电解质的制备方法，该方法包括将所述聚合物、锂盐以及改性无机材料混合均匀。

12.一种锂离子电池，该锂离子电池包括正极、负极和电解质，其特征在于，所述电解质为权利要求1-10中任意一项所述的聚合物电解质。