[发明专利]聚合物电解质膜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膜，其特征在于，该聚合物电解质膜包括无纺布层和无纺布层表面上的聚合物电解质层，所述聚合物电解质层含有聚合物基体和分散于所述聚合物基体中的锂盐，所述聚合物基体含有由交联剂提供的交联结构、由可交联共聚物提供的共聚物链结构和无机纳米粒子；

其中，所述可交联共聚物含有式(1)所示的结构单元、式(2)所示的结构单元和任选的式(3)所示的结构单元，

式(1)：式(2)：式(3)：

其中，R为H或C1-C4的烷基，L为C0-C4的亚烷基或-R¹-O-R²-，R¹为C0-C4的亚烷基，R²为C0-C4的亚烷基；

所述交联剂为含有至少两个丙烯酸酯类基团的丙烯酸酯类交联剂中的一种或多种，所述丙烯酸酯类基团为式(4)所示的基团：-O-C(O)-C(R’)＝CH₂，R’为H或C1-C4的烷基。

2.根据权利要求1所述的聚合物电解质膜，其中，R为H、甲基或乙基，L为C0的亚烷基、-CH₂-、-CH₂CH₂-、-CH₂CH₂CH₂-、-O-、-O-CH₂-、-O-CH₂CH₂-、-CH₂-O-、-CH₂-O-CH₂-、-CH₂-O-CH₂CH₂-、-CH₂CH₂-O-、-CH₂CH₂-O-CH₂-或-CH₂CH₂-O-CH₂CH₂-；R’为H、甲基或乙基。

3.根据权利要求1或2所述的聚合物电解质膜，其中，所述可交联共聚物中，式(1)所示的结构单元和式(2)所示的结构单元的摩尔比为100：0.5-25，优选为100：1-21，更优选为100：1-15，更进一步优选为100：1-8；

在含有式(3)所示的结构单元的情况下，所述可交联共聚物中，式(1)所示的结构单元、式(2)所示的结构单元和式(3)所示的结构单元的摩尔比为100：0.5-25：0.5-20，优选为100：1-21：0.5-15，更优选为100：1-15：1-10，更进一步优选为100：1-8：1-6；

优选地，所述可交联共聚物的重均分子量为5,000-5,000,000g/mol，优选为50,000-1,000,000g/mol，更优选为50,000-500,000g/mol，更进一步优选为50,000-95,000g/mol。

4.根据权利要求1-3中任意一项所述的聚合物电解质膜，其中，所述聚合物基体中，所述共聚物链结构的含量为55-90重量％，优选为60-80重量％，更优选为65-78重量％；所述交联结构的含量为5-30重量％，优选为10-25重量％，更优选为15-22重量％；

优选地，所述交联剂为二甲基丙烯酸乙二醇酯、二丙烯酸乙二醇酯、二乙二醇二甲基丙烯酸酯、二乙二醇二丙烯酸酯、三乙二醇二甲基丙烯酸酯、三乙二醇二丙烯酸酯、四乙二醇二甲基丙烯酸酯、四乙二醇二丙烯酸酯、二甲基丙烯酸-1,3-丙二醇酯、二甲基丙烯酸-1,2-丙二醇酯、二丙烯酸-1,3-丙二醇酯、二丙烯酸-1,2-丙二醇酯、二甲基丙烯酸-1,4-丁二醇酯、二甲基丙烯酸-1,3-丁二醇酯、二丙烯酸-1,4-丁二醇酯、二丙烯酸-1,3-丁二醇酯、季戊四醇二丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯和季戊四醇四丙烯酸酯中的一种或多种，更优选为三乙二醇二甲基丙烯酸酯、三乙二醇二丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯和季戊四醇四丙烯酸酯中的一种或多种。

5.根据权利要求1-3中任意一项所述的聚合物电解质膜，其中，所述无机纳米粒子的含量为1-20重量％，优选为2-15重量％，更优选为3-12重量％。