[发明专利]聚酰亚胺无纺布基安全型凝胶电解质材料及其制备方法

权利要求书

1.一种凝胶电解质材料的制备方法，所述凝胶电解质材料以聚酰亚胺无纺布为基底，其制备方法包括以下步骤：

1)将四甲氧基联苯二胺与式I所示的二元酸酐充分溶解于有机溶剂中，预反应生成聚酰胺酸溶液；

其中，X代表或者n为大于1的正整数；

2)将步骤1)得到的聚酰胺酸溶液通过静电纺丝制备成无纺布，再将无纺布热处理，使酰胺酸与氨基发生闭环反应，制得式II所示的带有甲氧基侧基的聚酰亚胺无纺布；

3)对步骤2)得到的式II所示聚酰亚胺无纺布进行脱甲基处理，得到式III所示的带有羟基活性位点的聚酰亚胺无纺布；

其中，R＝-OH或者-OCH₃；

4)配制凝胶质电解液；

5)以步骤3)制备的带有羟基活性位点的聚酰亚胺无纺布为基底，将步骤4)配制的凝胶质电解液与固化剂按比例混合好后加入带有羟基活性位点的聚酰亚胺无纺布中，通过光引发聚合或者热引发聚合，使电解液中化合物在制备的带有羟基活性位点的无纺布中形成致密交联体系结构，获得凝胶电解质材料。

2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤1)中所述有机溶剂选自下列溶剂中的一种或多种：N-甲基吡咯烷酮、二甲基亚砜、二甲基乙酰胺和环丁砜。

3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤1)将四甲氧基联苯二胺和二元酸酐分别配制成质量分数2％～8％的溶液，再充分混合，在140～160℃充分反应生成聚酰胺酸溶液，控制最终的聚酰胺酸质量分数为5％～18％。

4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤2)中，将聚酰胺酸溶液通过静电纺丝制备成孔隙率55％～70％、平均孔径0.5～1.5μm、吸液率50％～90％、MD/TD拉伸强度30～50MPa、针刺强度4～7MPa的聚酰胺酸无纺布。

5.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤2)将静电纺丝制成的无纺布在350～500℃条件下加热处理4～6h，获得带有甲氧基侧基的聚酰亚胺无纺布。

6.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤3)以三溴化硼或吡啶盐酸盐为脱甲基试剂，将带有甲氧基侧基的聚酰亚胺无纺布浸泡在0.1～1M的BBr₃溶液中或者吡啶盐酸盐溶液中，控制反应温度0～20℃浸泡12～24小时，然后取出用去离子水猝灭脱甲基试剂，反复洗涤至中性后烘干备用。

7.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤4)配制的凝胶质电解液以聚醚类电解液为主要成分，聚酯类电解液为辅助成分，F-碳酸乙烯酯为添加剂，同时加入锂盐。

8.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤5)在电解液交联固化过程中，以二甲基丙烯酸聚乙二醇、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、乙二醇二甲基丙烯酸酯、脂肪族环氧树脂和双烯丙基双酚中的一种或多种为固化剂，其添加量为电解液质量比的5％～30％，引发剂加入量为固化剂质量比的0.5％～2％。

9.一种凝胶电解质材料，以聚酰亚胺无纺布为基底，通过权利要求1～8任一所述凝胶电解质材料的制备方法制备得到。

10.权利要求9所述凝胶电解质材料在制备锂离子二次电池中的应用。