[发明专利]以EDTA改性棉布为牺牲模板制备氧化物型陶瓷织物复合固态电解质的方法

权利要求书

1.一种以EDTA改性棉布为牺牲模板制备氧化物型陶瓷织物复合固态电解质的方法，其特征在于该方法包括以下步骤：

S1、棉布的改性：将洁净的棉布置于质量浓度为10%±5%的NaOH水溶液中活化24h，然后水洗至中性；

将活化后的棉布置于体积浓度为50-60%的乙醇水溶液中，搅拌1-2h，加入APTES，APTES的用量为30-35 g/L溶液，在30℃-50℃下搅拌4-5h，用乙醇清洗，用DMF交替清洗多次；

再将棉布至于3-5g/L EDTAD的DMF溶液中，在60℃-75℃下搅拌24h，依次用DMF、水、1-5wt%的NaHCO₃水溶液、水洗涤，直至棉布呈中性；

最后将棉布在-50℃至-60℃，真空20±5Pa下冷冻干燥，得到EDTA改性过的棉布；

S2、氧化物型陶瓷固态电解质金属离子前驱液的配置；

S3、氧化物型陶瓷织物的制备：

将S1得到的EDTA改性过的棉布浸渍于S2得到的前驱液中，在50-70℃的温度下搅拌充分后用无水乙醇冲洗、烘干；

将浸渍过前驱液的棉布置于管式炉中，700-900℃空气下煅烧2-6h，自然冷却后，得到氧化物型陶瓷织物，将其置于氩气环境中备用；

S4、有机聚合物固态电解质溶液的配制；

S5、氧化物型陶瓷织物复合固态电解质的制备：

用注射器吸取S4的有机聚合物固态电解质溶液，浇注于模具中；

将S3得到的氧化物型陶瓷织物置于铺满聚合物溶液的聚四氟乙烯模具上，再浇注一层有机聚合物固态电解质溶液，形成三明治结构；

待有机聚合物固态电解质溶液中的乙腈挥发完全，取下复合固态电解质棉布，40-70℃下干燥12-48h，得到氧化物型陶瓷织物复合固态电解质。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：

S2、氧化物型陶瓷固态电解质金属离子前驱液的配置：将含氧化物型陶瓷固态电解质的金属离子前驱体盐溶解于适量乙酸-无水乙醇溶液中，并添加适量的异质原子前驱体盐作为掺杂剂，并在室温下搅拌形成均匀溶液；

金属离子前驱体盐选自Li盐、La盐和Zr盐，异质原子前驱体盐选自Al盐、Nb盐或Ta盐。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：

S4、有机聚合物固态电解质溶液的配制：

选取可作为固态电解质的聚合物和导电锂盐分别在各自熔点以下的温度范围内真空干燥后备用；

聚合物和导电锂盐溶于乙腈中，室温下搅拌充分，形成均匀混合的有机聚合物固态电解质溶液。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：S3中，搅拌时间为2-6h，棉布煅烧时间为2-4h。

5.根据权利要求1或3所述的方法，其特征在于：S4中所述的聚合物选自聚环氧乙烯（PEO）、聚丙烯腈（PAN）、聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）、聚偏二氟乙烯（PVDF）、聚氯乙烯（PVC）中的一种或多种聚合物的混合物，

导电锂盐选自卤化锂（LiX，X=F，Cl ，Br ，I）、双（三氟甲基磺酰）亚胺锂（LiTFSI）、高氯酸锂（LiClO₄）、六氟磷酸锂（LiPF₆）或四氟硼酸锂（LiBF₄）中的一种或几种。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：S5中复合固态电解质棉布的总厚度为维持在150μm-200μm。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：S2中的乙酸在乙酸-无水乙醇溶液中的含量为5-25 vol .%；

S4中的聚合物和导电锂盐在乙腈中的搅拌时间为24-48h；

S5中的复合固态电解质棉布的干燥温度为50-60℃，干燥时间为24-48h。