[发明专利]一种磺酸基聚合物电解质及其原位制备方法和应用

摘要

本发明提供一种磺酸基聚合物电解质及其原位制备方法和应用。制备方法是将聚合物溶解于溶剂中，加入含有‑SH的硅烷偶联剂，超声除去体系的气泡后成膜，然后浸入氧化剂溶液中，将末端的‑SH氧化为磺酸基，同时硅烷偶联剂水解生成SiO₂，清洗后再放入酸液中酸化，取出后，用去离子冲洗，并用水煮沸除去残余的酸，再放入锂交换液中进行锂交换，清洗烘干，得到含有磺酸锂的聚合物电解质膜。制备的磺酸基聚合物电解质热稳定性和电化学特性均得到了提高，可在锂离子电池等化学电源体系中应用，满足锂离子电池大电流充放电，同时得到单离子导体的作用，提高电池的安全性能。

主权项

1.一种磺酸基聚合物电解质的原位制备方法，其特征在于包括以下步骤：1)将聚合物溶解于溶剂中形成质量分数为5％～30％的聚合物溶液，加入含有‑SH基的硅烷偶联剂，混合均匀后除去体系的气泡并成膜，得到厚度为1‑100μm的聚合物膜；其中所述聚合物是聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯腈、聚偏氟乙烯、聚偏氟乙烯‑六丙烯共聚物中的至少一种，所述溶剂是所述聚合物的良溶剂；2)将得到的聚合物膜浸入氧化剂溶液中0.3～6h，使膜中‑SH基氧化为‑SO₃H基，同时硅烷偶联剂水解生成SiO₂，从而得到含有‑SO₃H基的SiO₂无机有机复合聚合物膜，通过去离子水淋洗后浸入0.01～12M的酸液中进一步质子化，然后用去离子水淋洗并煮沸除去残留的酸，得到磺酸基聚合物膜；3)将磺酸基聚合物膜浸入浓度为0.01‑5mol L^‑1的锂交换液中进行锂交换，然后用去离子水冲洗并煮沸，烘干，得到含有磺酸锂的所述磺酸基聚合物电解质。