[发明专利]一种磺酸基聚合物电解质及其原位制备方法和应用

权利要求书

1.一种磺酸基聚合物电解质的原位制备方法，其特征在于包括以下步骤：1)将聚合物溶解于溶剂中形成质量分数为5％～30％的聚合物溶液，加入含有-SH基的硅烷偶联剂，混合均匀后除去体系的气泡并成膜，得到厚度为1-100μm的聚合物膜；其中所述聚合物是聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯腈、聚偏氟乙烯、聚偏氟乙烯-六丙烯共聚物中的至少一种，所述溶剂是所述聚合物的良溶剂；2)将得到的聚合物膜浸入氧化剂溶液中0.3～6h，使膜中-SH基氧化为-SO₃H基，同时硅烷偶联剂水解生成SiO₂，从而得到含有-SO₃H基的SiO₂无机有机复合聚合物膜，通过去离子水淋洗后浸入0.01～12M的酸液中进一步质子化，然后用去离子水淋洗并煮沸除去残留的酸，得到磺酸基聚合物膜；3)将磺酸基聚合物膜浸入浓度为0.01-5molL^-1的锂交换液中进行锂交换，然后用去离子水冲洗并煮沸，烘干，得到含有磺酸锂的所述磺酸基聚合物电解质。

2.根据权利要求1所述磺酸基聚合物电解质的原位制备方法，其特征在于：步骤1)中，还包括向所述聚合物溶液中添加0.01-5％质量分数的无机路易斯酸；所述无机路易斯酸选自纳米级的三氧化二铝、二氧化硅、氧化钙、氧化镁、氟化锂、二氧化钛中的至少一种。

3.根据权利要求1所述磺酸基聚合物电解质的原位制备方法，其特征在于：步骤1)中，所述成膜是将混合溶液于基底上流延或刮涂，然后于40～100℃真空条件下烘干0.5～50h并剥离基底形成所述聚合物膜，其中所述基底是玻璃板或聚四氟乙烯板。

4.根据权利要求1所述磺酸基聚合物电解质的原位制备方法，其特征在于：步骤1)中，所述成膜是将混合溶液通过纺丝得到无纺布聚合物膜。

5.根据权利要求1所述磺酸基聚合物电解质的原位制备方法，其特征在于：步骤1)中，所述聚合物的良溶剂是N-甲基吡咯烷酮或N,N-二甲基甲酰胺。

6.根据权利要求1所述磺酸基聚合物电解质的原位制备方法，其特征在于：步骤2)中，所述氧化剂溶液是过氧化氢、硝酸、高锰酸钾、重铬酸钾或次氯酸溶液。

7.根据权利要求1所述磺酸基聚合物电解质的原位制备方法，其特征在于：步骤2)中，所述酸液为硫酸、盐酸、磷酸、硝酸中的至少一种。

8.根据权利要求1所述磺酸基聚合物电解质的原位制备方法，其特征在于：步骤3)中，所述锂交换液为乙酸锂、硝酸锂、硫酸锂、偏硅酸锂、氢氧化锂中的至少一种的水或乙醇溶液。

9.如权利要求1～8中任意一项所述磺酸基聚合物电解质的原位制备方法制备的磺酸基聚合物电解质。

10.权利要求9所述磺酸基聚合物电解质在化学电源体系中的应用，所述化学电源包括锂离子电池。