[发明专利]一种聚酰亚胺静电纺丝纤维改性硅氧烷复合型固态聚合物电解质及其制备和应用

权利要求书

1.一种聚酰亚胺静电纺丝纤维改性硅氧烷复合型固态聚合物电解质，其特征在于，包括聚酰亚胺静电纺丝纤维柔性阻燃骨架和改性硅氧烷高离子导体聚合物前驱体，两者按质量比1:500共混复合，将所述改性硅氧烷高离子导体聚合物前驱体浇注于所述聚酰亚胺静电纺丝柔性阻燃骨架中，通过紫外光引发使所述改性硅氧烷高离子导体聚合物前驱体在所述聚酰亚胺静电纺丝柔性阻燃骨架中发生原位交联聚合而成，其中，所述聚酰亚胺静电纺丝纤维柔性阻燃骨架是通过均苯四甲酸二酐和4,4’-二氨基二苯醚制备的固含量为20％的聚酰胺酸前驱体进行静电纺丝及亚胺化反应后得到；所述改性硅氧烷高离子导体聚合物前驱体是用改性硅氧烷作为高离子聚合物基体，与交联剂、引发剂、增塑剂、有机锂盐共混制得；所述改性硅氧烷是通过对端链PEG长度分别为600、400，PDMS的链长分别为4000、700的聚二甲基硅氧烷衍生物PEG-PDMS-PEG改性制备的，具体为：采用端链PEG和硅氧烷衍生物PEG-PDMS-PEG，用化学合成的方式在PEG-PDMS-PEG链端连接上甲基丙烯酸异氰基乙酯基团，合成两端带有双键的改性硅氧烷。

2.根据权利要求1所述的一种聚酰亚胺静电纺丝纤维改性硅氧烷复合型固态聚合物电解质，其特征在于，所述交联剂为四(3-巯基丙酸)季戊四醇酯，所述引发剂为2,2-二羟甲基丙酸，所述增塑剂为聚乙二醇二甲醚，所述有机锂盐为双三氟甲烷磺酰亚胺锂。

3.根据权利要求1所述的一种聚酰亚胺静电纺丝纤维改性硅氧烷复合型固态聚合物电解质，其特征在于，所述有机锂盐的添加量根据锂盐与改性硅氧烷的摩尔比，具体为20、16、10或5。

4.权利要求1所述的一种聚酰亚胺静电纺丝纤维改性硅氧烷复合型固态聚合物电解质的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1)聚酰亚胺静电纺丝纤维柔性阻燃骨架的制备：用均苯四甲酸二酐和4,4’-二氨基二苯醚制备聚酰胺酸纺丝液前驱体，纺丝液前驱体聚酰胺酸的固含量为20％，通过静电纺丝技术，静电纺丝最佳实验参数条件为：PAA固含量为20％，纺丝电压18KV，接收距离为18cm，注射速度0.5mL/h，制备的聚酰胺酸纺丝纤维膜亚胺化前在8MPa和200℃条件下先热压10min，制得聚酰亚胺静电纺丝纤维柔性阻燃骨架；

步骤2)改性硅氧烷的制备：采用端链PEG和硅氧烷衍生物PEG-PDMS-PEG，用化学合成的方式在PEG-PDMS-PEG链端连接上甲基丙烯酸异氰基乙酯基团，合成两端带有双键的改性硅氧烷；

步骤3)高离子导体聚合物前驱体的制备：采用四(3-巯基丙酸)季戊四醇酯作为交联剂，2,2-二羟甲基丙酸作为紫外光引发剂，聚乙二醇二甲醚作为增塑剂和双三氟甲烷磺酰亚胺锂作为锂盐与步骤2)得到的改性硅氧烷共混，制得高离子导体聚合物前驱体；

步骤4)将步骤3)制得的高离子导体聚合物前驱体浇注于步骤1)制得的聚酰亚胺静电纺丝柔性阻燃骨架中，通过紫外光引发使高离子导体聚合物前驱体在聚酰亚胺静电纺丝柔性阻燃骨架中发生原位交联聚合，即制得所述聚酰亚胺静电纺丝纤维改性硅氧烷复合型固态聚合物电解质。

5.权利要求1所述的一种聚酰亚胺静电纺丝纤维改性硅氧烷复合型固态聚合物电解质在磷酸铁锂电池中的应用。