[发明专利]一种固态聚合物电解质膜、其制备方法和用途

权利要求书

1.一种固态聚合物电解质膜，其特征在于，所述固态聚合物电解质膜包括含氮聚合物基体，以及分散于所述含氮聚合物基体表面和内部的锂盐；

所述含氮聚合物基体包括阶梯形聚苯并咪唑-苯菲咯啉二酮和梯形苯并咪唑-苯菲咯啉二酮中的任意一种或两种的组合；

所述阶梯形聚苯并咪唑-苯菲咯啉二酮由1,4,5,8-萘四甲酸酐或萘四甲酸，与3,3'-二氨基联苯胺在多聚磷酸中反应合成；

所述梯形苯并咪唑-苯菲咯啉二酮由1,4,5,8-萘四甲酸酐或萘四甲酸，与1,2,4,5-四氨基苯在多聚磷酸中反应合成。

2.根据权利要求1所述的固态聚合物电解质膜，其特征在于，所述含氮聚合物基体为阶梯形聚苯并咪唑-苯菲咯啉二酮。

3.根据权利要求1所述的固态聚合物电解质膜，其特征在于，所述锂盐包括六氟磷酸锂、高氯酸锂、六氟砷酸锂、四氟硼酸锂、双氟磺酰亚胺锂、双三氟甲烷磺酰亚胺锂、双草酸硼酸锂和二氟草酸硼酸锂中的任意一种或至少两种的组合。

4.根据权利要求3所述的固态聚合物电解质膜，其特征在于，所述锂盐为六氟磷酸锂和/或双三氟甲烷磺酰亚胺锂。

5.根据权利要求1所述的固态聚合物电解质膜，其特征在于，所述固态聚合物电解质膜中，锂盐的含量为5~30wt%。

6.一种根据权利要求1-5之一所述的固态聚合物电解质膜的制备方法，其特征在于，所述方法包括：将含氮聚合物、锂盐和溶剂混合制得浆料，然后将所述浆料通过流延法制备固态聚合物电解质膜。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述流延法制备固态聚合物电解质膜的过程包括：将所述浆料在流延机上流延成膜。

8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，以含氮聚合物和锂盐的总质量为100wt%计，所述锂盐的含量为5~30wt%。

9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，以含氮聚合物和锂盐的总质量为100wt%计，所述含氮聚合物的含量为70~95wt%。

10.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述浆料的粘度为2000~4000cps。

11.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述溶剂包括碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、丙酸丙酯、乙酸乙酯、丙酸乙酯、乙酸丙酯、甲醇、乙醇、丙酮、六磷胺、γ-丁内酯和2-甲基戊烷中的任意一种或至少两种的组合。

12.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述含氮聚合物包括乙基纤维素、聚乙烯吡咯烷酮、聚丙烯酰胺、聚苯并咪唑、阶梯形聚苯并咪唑-苯菲咯啉二酮和梯形苯并咪唑-苯菲咯啉二酮中的任意一种或至少两种的组合。

13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述含氮聚合物为阶梯形聚苯并咪唑-苯菲咯啉二酮。

14.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述浆料在流延成膜之前，还包括将所述浆料进行脱泡的过程。

15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述流延成膜过程中，流延速度为0.2~1m/min。

16.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述流延成膜过程中，流延温度为25~60℃。

17.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述流延成膜后，还包括将溶剂蒸发干燥的过程。

18.一种固态电池，其特征在于，所述固态电池包括权利要求1-5之一所述的固态聚合物电解质膜。