[发明专利]离子型塑晶-聚合物-无机复合电解质膜、其制法及应用

权利要求书

1.一种离子型塑晶-聚合物-无机复合电解质膜，其特征在于包括多孔有机-无机复合膜以及离子型塑晶电解质复合材料，所述多孔有机-无机复合膜具有连续三维网络结构，所述离子型塑晶电解质复合材料分布于三维网络结构表面和/或所含孔洞内，所述离子型塑晶化合物与多孔有机-无机复合膜的质量比为5：1～100：1，所述多孔有机-无机复合膜的材质为聚合物和无机纳米粒子的组合，所述多孔有机-无机复合膜中聚合物与无机纳米粒子的质量比为1：1～20：1，所述无机纳米粒子选自惰性纳米颗粒和/或无机固体电解质，所述惰性纳米颗粒选自二氧化硅、二氧化钛、氧化铝、氧化锌中的任意一种或两种以上的组合，所述无机固体电解质选自锂镧锆氧、锂镧锆钽氧、铝掺杂锂镧锆氧、Li₂O-Al₂O₃-TiO₂-P₂O₅、Li₂O-Al₂O₃-GeO₂-P₂O₅中的任意一种或两种以上的组合，所述离子型塑晶电解质复合材料包含离子型塑晶化合物和锂盐，离子型塑晶化合物与锂盐的质量比为1：1～50：1，所述离子型塑晶化合物选自N-乙基-N-甲基双氟磺酰亚胺吡咯盐和/或N-乙基-N-甲基双三氟甲烷磺酰亚胺吡咯盐，所述多孔有机-无机复合膜的厚度为5～400μm，孔隙率为1～99%，所述三维网络结构所含孔洞的孔径为0.1～100μm。

2.根据权利要求1所述的离子型塑晶-聚合物-无机复合电解质膜，其特征在于：所述聚合物选自聚偏氟乙烯-六氟丙烯、聚偏氟乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚氧化乙烯中的任意一种或两种以上的组合。

3.根据权利要求1所述的离子型塑晶-聚合物-无机复合电解质膜，其特征在于：所述锂盐选自六氟磷酸锂、双三氟甲烷磺酰亚胺锂、双氟磺酰亚胺锂、高氯酸锂中的任意一种或两种以上的组合。

4.如权利要求1-3中任一项所述离子型塑晶-聚合物-无机复合电解质膜的制备方法，其特征在于包括：

将聚合物和无机纳米粒子于溶剂中均匀混合，通过溶液浇铸法或相分离法制备得到多孔有机-无机复合膜；

将离子型塑晶化合物和锂盐于溶剂中均匀混合形成离子型塑晶电解质溶液；

将所述多孔有机-无机复合膜浸润于离子型塑晶电解质溶液，并除去溶剂，获得全固态离子型塑晶-聚合物-无机复合电解质膜。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：所述聚合物与无机纳米粒子的质量比为1：1～20：1。

6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：所述溶剂选自乙腈、丙酮、N-甲基吡咯烷酮、N-N’二甲基甲酰胺中的任意一种或两种以上的组合。

7.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：所述浸润的时间为0.5～72 h。

8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于：所述浸润的时间为0.5 ~48 h。

9.权利要求1-3中任一项所述的离子型塑晶-聚合物-无机复合电解质膜在制备全固态锂离子电池中的用途。

10.权利要求1-3中任一项所述的离子型塑晶-聚合物-无机复合电解质膜在交通动力能源、电力储能能源、移动通信能源或航天军工能源领域中的用途。