[发明专利]一种高性能聚合物复合固体电解质的制备方法及应用

权利要求书

1.一种高性能聚合物复合固体电解质的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）将尿素进行三步高温有氧烧结，第一次烧结的温度为550-600℃，速度为1-3℃/min；冷却至室温后，第二次烧结的温度为600-650℃，速度为3-6℃/min；再次冷却至室温后，第三次烧结的温度为600-650℃，速度为3-6℃/min；冷却取出并球磨后，得到多孔g-C₃N₄纳米片；

（2）将含有乙烯基的聚合物固体电解质溶解于有机溶剂中形成混合溶液，然后依次加入锂盐、光引发剂、交联剂后搅拌，再加入步骤（1）中的多孔g-C₃N₄纳米片和草酸锂盐后搅拌；将所得浆液在惰性气体气氛下进行紫外光交联，得到聚合物复合固体电解质。

2.如权利要求1所述的一种高性能聚合物复合固体电解质的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，所述第一次烧结的时间为2-4h；所述第二次烧结的时间为1-2h；所述第三次烧结的时间为1-2h；所述球磨的时间为10-30min。

3.如权利要求1所述的一种高性能聚合物复合固体电解质的制备方法，其特征在于，步骤（2）中，所述有机溶剂为乙腈、无水乙醇、异丙醇、丙酮、N,N-二甲基甲酰胺或N-甲基吡咯烷酮；所述草酸锂盐为双草酸硼酸锂、二氟草酸磷酸锂、二氟双草酸磷酸锂或四氟草酸磷酸锂。

4.如权利要求3所述的一种高性能聚合物复合固体电解质的制备方法，其特征在于，步骤（2）中，所述聚合物固体电解质为聚乙二醇二丙烯酸酯；所述聚乙二醇二丙烯酸酯的乙烯基和锂离子的摩尔比为10-25：1；所述草酸锂盐为双草酸硼酸锂。

5.如权利要求4所述的一种高性能聚合物复合固体电解质的制备方法，其特征在于，步骤（2）中所述锂盐为LiTFSI；所述有机溶剂为乙腈；所述光引发剂为2,2-二甲氧基-2-苯乙酮；所述交联剂为季戊四醇四-3-巯基丙酸酯。

6.如权利要求5所述的一种高性能聚合物复合固体电解质的制备方法，其特征在于，步骤（2）中，

所述混合溶液中聚乙二醇二丙烯酸酯的质量分数为30-60%；

所述季戊四醇四-3-巯基丙酸酯中的硫醇和聚乙二醇二丙烯酸酯的乙烯基的摩尔比为0.5-1.0：1.0-2.0；

所述2,2-二甲氧基-2-苯乙酮和季戊四醇四-3-巯基丙酸酯的质量比为1-3：50-60；

所述步骤（1）中的多孔g-C₃N₄纳米片、双草酸硼酸锂和LiTFSI的摩尔比为0.1-0.3：0.2-0.5：1.0-1.3；

所述惰性气体为氮气。

7.如权利要求1或6所述的一种高性能聚合物复合固体电解质的制备方法，其特征在于，步骤（2）中，所述紫外光交联为在波长为365nm、强度为5-9mW/cm²的紫外线灯上曝光5-8次，每次曝光时间为5-10s，每次曝光间隔10min。

8.如权利要求7所述的一种高性能聚合物复合固体电解质的制备方法，其特征在于，步骤（2）中，所述聚合物复合固体电解质的厚度为50-500μm。

9.一种包括权利要求1-8之一所述的聚合物复合固体电解质的电池，其特征在于，所述电池为将正负极片分别压制在聚合物复合固体电解质的两侧制备得到的全固体电池。

10.如权利要求9所述的一种电池，其特征在于，所述电池的容量≥5Ah。