[发明专利]一种双改性固态电解质膜的制备方法和应用

权利要求书

1.一种双改性固态电解质膜的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

S1、对聚合物进行改性，接枝上能够协助传输Li⁺的-（-O-CH₂-CH₂-）_n-官能团；对纳米陶瓷颗粒进行改性，使其表面带有醚低聚物；

纳米陶瓷颗粒进行改性过程为，采用空气中暴露或二氧化碳水蒸气混合气体处理的方法对纳米陶瓷颗粒进行处理使其表面带有少量LiOH和Li₂CO₃，然后将处理后的纳米陶瓷颗粒与环状碳酸酯进行开环枝接反应形成能够传递Li⁺的醚低聚物，所述环状碳酸酯为碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯和碳酸亚乙烯酯中的一种；

S2、将经步骤S1改性后的聚合物溶解在有机溶剂中，向聚合物溶液中加入锂盐、改性后的纳米陶瓷颗粒、离子液体和增塑剂，超声分散搅拌后得到粘稠状混合溶液；

S3、将粘稠状混合溶液转入模具，真空烘干空蒸发溶剂后即得到双改性固态电解质膜。

2.根据权利要求1所述双改性固态电解质膜的制备方法，其特征在于：所述步骤S1中聚合物进行改性是通过低温等离子体照射后通入接枝物进行接枝反应，低温等离子体照射所使用的气体为SO₂、NH₃、H₂O、N₂和Ar中的一种，照射处理时间为30-120s。

3.根据权利要求1所述双改性固态电解质膜的制备方法，其特征在于：所述步骤S1中接枝于聚合物上的官能团为聚乙二醇或聚环氧乙烷；聚合物上枝接的官能团平均分子量为0.02-20万。

4.根据权利要求1所述双改性固态电解质膜的制备方法，其特征在于：所述步骤S2的溶液中改性后的聚合物质量浓度为10-35%；以聚合物与锂盐的总质量计锂盐的质量含量为10%-60%，以聚合物与纳米陶瓷颗粒的总质量计，纳米陶瓷颗粒的质量含量为2%-20%，以聚合物与离子液体的总质量计，离子液体的质量含量为5%-40%，以聚合物与增塑剂的总质量计，增塑剂的质量含量为5%-20%。

5.根据权利要求1所述双改性固态电解质膜的制备方法，其特征在于：所述聚合物为聚偏氟乙烯（PVDF）、聚偏氟乙烯-六氟丙烯（PVDF-HFP）、聚丙烯腈（PAN）、聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）、聚氧化乙烯（PEO）或聚乙二醇（PEG）中的至少一种；聚合物的平均分子量为10-110万。

6.根据权利要求1所述双改性固态电解质膜的制备方法，其特征在于：所述有机溶剂为N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺、N，N-二甲基丙酰胺、N-甲基吡咯烷酮、乙腈、丙酮和四氢呋喃中的一种。

7.根据权利要求1所述双改性固态电解质膜的制备方法，其特征在于：所述锂盐为双三氟甲基磺酸亚胺锂、六氟磷酸锂、四氟硼酸锂、高氯酸锂、二草酸硼酸锂和双氟代磺酰亚胺锂中的至少一种；所述增塑剂为碳酸乙烯酯、聚碳酸酯、碳酸丙烯酯、碳酸甲乙酯、碳酸二甲酯和邻苯二甲酸二乙酯中的一种；所述离子液体为1-乙基-3-甲基咪唑双（三氟甲基磺酰）亚胺、N-甲基-N，N-二乙基-N-（2-甲氧基乙基）铵双（三氟甲基磺酰）亚胺、N-甲基-N-丙基哌啶双（三氟甲基磺酰）亚胺或N-甲基-N-丙基吡咯双（三氟甲基磺酰）亚胺中的一种。