[发明专利]一种固体聚合物电解质及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种固体聚合物电解质，其特征在于，所述固体聚合物电解质包括锂盐和硫化的聚有机硅氧烷-聚乙二醇嵌段共聚物。

2.根据权利要求1所述的固体聚合物电解质，其特征在于，所述聚有机硅氧烷-聚乙二醇嵌段共聚物通过含有硅氢官能团的聚有机硅氧烷和端基为双键的聚乙二醇进行硅氢加成反应得到。

3.根据权利要求2所述的固体聚合物电解质，其特征在于，所述含有硅氢官能团的聚有机硅氧烷的数均分子量为5×10²～5×10⁴；

优选地，所述含有硅氢官能团的聚有机硅氧烷中硅氢链节占总链节数的0.1％-0.7％；

优选地，所述端基为双键的聚乙二醇的数均分子量为2×10²～2×10⁴；

优选地，所述含有硅氢官能团的聚有机硅氧烷和端基为双键的聚乙二醇的物质的量之比为(0.5～1.3):1。

4.根据权利要求2或3所述的固体聚合物电解质，其特征在于，所述氢化加成反应在铂催化剂的存在下进行；

优选地，所述铂催化剂包括Speier催化剂和/或Karstedt催化剂；

优选地，所述铂催化剂的用量为含有硅氢官能团的聚有机硅氧烷和端基为双键的聚乙二醇总质量的0.1～0.3％；

优选地，所述硅氢加成反应的溶剂包括甲苯、四氢呋喃、二氯甲烷或正己烷中的任意一种或至少两种组合。

5.根据权利要求2-4中任一项所述的固体聚合物电解质，其特征在于，所述硅氢加成反应的温度为50～90℃，优选50～80℃，进一步优选60～80℃；

优选地，所述硅氢加成反应的时间为5～24h，优选8～12h；

优选地，在所述硅氢加成反应结束之后，进行除溶剂和干燥步骤。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的固体聚合物电解质，其特征在于，所述锂盐包括六氟磷酸锂、四氟硼酸锂、六氟砷酸锂、三氟甲磺酸锂或二(三氟甲基黄酰)亚胺锂中的任意一种或至少两种组合。

7.一种根据权利要求1-6中任一项所述的固体聚合物电解质的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：将聚有机硅氧烷-聚乙二醇嵌段共聚物与锂盐混合，进行硫化反应，得到所述固体聚合物电解质。

8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述硫化反应在铂催化剂的存在下进行，优选所述铂催化剂包括Speier催化剂和/或Karstedt催化剂；

优选地，所述硫化反应中铂催化剂的用量为所述聚有机硅氧烷-聚乙二醇嵌段共聚物质量的0.1％-0.7％，优选0.2％～0.4％；

优选地，所述硫化反应在硫化剂的存在下进行；

优选地，所述硫化剂包括四甲基四乙烯基环四硅氧烷、乙烯基硅油或四甲基二乙烯基硅氧烷中的任意一种或至少两种组合；

优选地，所述硫化剂的用量为所述聚有机硅氧烷-聚乙二醇嵌段共聚物质量的1％～6％，优选2％～4％。

9.根据权利要求7或8所述的制备方法，其特征在于，所述硫化反应的温度为40～90℃，优选50～80℃；

优选地，所述硫化反应的时间为4～24h，优选6～14h；

优选地，所述硫化反应的反应体系中，锂盐占所述聚有机硅氧烷-聚乙二醇嵌段共聚物的质量分数为1～8％，优选3～5％。

10.一种锂电池，其特征在于，所述锂电池中包含权利要求1-6中任一项所述的固态聚合物电解质。