[发明专利]一种固态电解质及具制备方法、全固态锂电池

权利要求书

1.一种固态电解质，其特征在于，包括含有环氧乙烷链段的聚合物基体，掺杂在所述聚合物基体内且定向排列的活性复合填料；所述的活性复合填料包括纤维素及掺杂在所述纤维素中的锂盐组分和Fe₃O₄颗粒。

2.根据权利要求1所述的固态电解质，其特征在于，所述的含有环氧乙烷链段的聚合物基体为聚乙二醇甲基丙烯酸甲酯、聚环氧乙烷、聚甲基丙烯酸甲酯、聚偏二氟乙烯、聚丙烯腈和纤维素丙烯酸酯中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的固态电解质，其特征在于，所述的锂盐组分选自LiClO₄、LiPF₆、LiBF₄、LiAsF₆、LiTFSI、LiFSI中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的固态电解质，其特征在于，所述的纤维素为微晶纤维素。

5.根据权利要求1所述的固态电解质，其特征在于，所述活性复合填料在整体固态电解质中的掺入量为整体固态电解质总重量的15-28％；

以及，相对于100重量份的活性复合填料，所述纤维素的含量为30-55重量份，所述锂盐组分的含量为35-50重量份，所述Fe₃O₄颗粒的含量为12-18重量份。

6.根据权利要求1-5所述的固态电解质的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)利用NaOH/Urea的溶液体系对纤维素进行低温预处理，然后边搅拌边加入Fe₃O₄颗粒，加水再生，将产物分离并洗涤，得到改性纤维素；

(2)将所述的改性纤维素与硝酸锌、锂盐组分混合搅拌，得到混合体系A，接着向所述的混合体系A中加入2-甲基咪唑溶液，搅拌反应，将所得产物磁性分离，经洗涤、干燥处理后得到活性复合填料；

(3)将活性复合填料分散到含有环氧乙烷链段的聚合物基体内，剧烈搅拌以得到前驱体，然后将所述的前驱体浇注至固态电解质模板上，然后引入垂直于固态电解质模板上下面的外加磁场；再通过电子束辐照源下进行原位聚合固化。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述NaOH/Urea的溶液体系中包括以下重量百分比计的组分：7％的NaOH、12％的Urea和81％的水。

8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述的固态电解质模板选自聚四氟乙烯模板、四氟乙烯模板、聚乙烯和聚丙烯中的一种。

9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述电子束辐照源的条件包括：强度为10-200keV，辐照时间为10-60s。

10.一种全固态锂电池，其特征在于，包括权利要求1-5任意一项所述的固态电解质。