[发明专利]离子液体复合全固态聚合物电解质及其制备方法与应用

权利要求书

1.一种离子液体复合全固态聚合物电解质，其特征在于，所述离子液体复合全固态聚合物电解质由聚合物基体、离子液体和锂盐组成；

所述离子液体的加入量为聚合物基体质量的0.1~80%；所述锂盐占聚合物基体的质量分数为5~95%。

2.如权利要求1所述的离子液体复合全固态聚合物电解质，其特征在于，所述聚合物基体包括聚碳酸酯、聚酰亚胺、聚酰胺、聚酯、聚醚、聚磷腈、聚氨酯、聚砜、聚甲醛、聚丙烯腈、聚氯乙烯、聚硫、聚偏氟乙烯、聚磷酸酯、聚丙烯酸酯、聚醚酯、聚二氧戊环、聚丙烯亚胺、聚四氟乙烯、聚六氟丙烯、含杂原子的聚乙烯、含杂原子的聚丙烯、聚硅氧烷或它们的嵌段共聚物或接枝聚合物或无规共聚物中的一种或几种；

所述的离子液体包括阳离子为咪唑环、吡啶环、三丁胺和吡咯环结构，阴离子为氯离子、四氟硼酸阴离子、六氟磷酸阴离子、双三氟甲基磺酰亚胺阴离子、高氯酸阴离子、草酸阴离子、三氟甲基磺酸阴离子、甲基苯磺酸阴离子结构中的一种或几种；

所述锂盐为高氯酸锂、六氟磷酸锂、六氟砷酸锂、四氟硼酸锂、二草酸硼酸锂、二氟草酸硼酸锂、三氟甲基磺酸锂、双三氟甲基磺酰亚胺锂中的一种。

3.一种如权利要求1所述离子液体复合全固态聚合物电解质的制备方法，其特征在于，所述离子液体复合全固态聚合物电解质的制备方法包括以下步骤：

步骤一，将锂盐于80 ℃真空烘箱中干燥24小时；

步骤二，称取聚合物基体、离子液体以及锂盐溶于溶剂中，搅拌至形成均匀溶液；

步骤三，将溶液倒入聚四氟乙烯模具中，室温挥发除去大部分溶剂后，60 ℃真空干燥24小时，得到复合型固体聚合物电解质。

4.如权利要求3所述的离子液体复合全固态聚合物电解质的制备方法，其特征在于，所述离子液体复合全固态聚合物电解质的制备方法包括以下步骤：

步骤一，将锂盐于80 ℃真空烘箱中干燥24小时；

步骤二，称取聚合物基体、锂盐溶于溶剂中，搅拌至形成均匀溶液；

步骤三，将上述溶液倒入聚四氟乙烯模具中，室温挥发除去大部分溶剂后，60 ℃真空干燥24小时，得到固体聚合物电解质；

步骤四，将上述固体聚合物电解质浸入离子液体中，浸泡一段时间，取出后置于60℃真空干燥24h，得到复合型固体聚合物电解质。

5.如权利要求3所述的离子液体复合全固态聚合物电解质的制备方法，其特征在于，所述溶剂为二甲基亚砜、四氢呋喃、丙酮、乙腈、N,N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、二氯甲烷、氯仿中的一种；所述溶剂用量为聚合物基体质量的2~15倍。

6.一种如权利要求1或2任意一项所述离子液体复合全固态聚合物电解质制造的锂离子电池。

7.如权利要求6所述的锂离子电池，其特征在于，所述锂离子电池是由正极材料，全固态聚合物电解质以及负极材料构成；

所述正极材料的活性物质包括无机材料的磷酸铁锂、硅酸铁锂、钴酸锂、镍酸锂、锰酸锂、镍钴酸锂及镍锰酸锂二元材料、镍钴锰酸锂三元材料，以及聚合物材料自由基聚合物、导电聚合物、有机多硫聚合物、多骨架碳硫聚合物、共轭羰基聚合物；

所述的正极材料的粘接剂包括聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、海藻酸钠、聚环氧乙烷、聚乙二醇、聚乙烯醇、羧酸甲基纤维素钠配合丁苯橡胶、聚丙烯酸酯类；所述粘结剂占正极材料的1%~20%wt；

所述的正极材料的导电添加剂包括导电炭黑、石墨烯、导电乙炔、富勒烯、碳纳米管；所述的导电添加剂占正极材料的0%~20%wt；

所述的负极材料包括锂金属及其合金，石墨及石墨烯，碳硅复合材料、锡基材料；

将正极材料、全固态复合聚合物电解质和负极材料依次放置封装构成全固态锂离子电池。

8.一种如权利要求1或2任意一项所述离子液体复合全固态聚合物电解质制造的全固态锂离子电池。

9.一种如权利要求1或2任意一项所述离子液体复合全固态聚合物电解质制造的全固态锂电池。

10.一种如权利要求1或2任意一项所述离子液体复合全固态聚合物电解质制造的全固态锂-硫电池。